Гемоглобин генетическое определение

Тонкие различия в первичной структуре родственных белков часто удается выявить методом отпечатков пальцев . Метод этот состоит в том, что белок подвергают частичному перевариванию с помощью одного или нескольких протеолитических ферментов, а затем разделяют продукты гидролиза и идентифицируют их, пользуясь для этого либо электрофорезом, либо хроматографией на бумаге. На фиг. 32 приведены полученные таким способом отпечатки пальцев , или пептидные карты , нормального и аномального гемоглобинов. Детальное изучение этих пептидных карт показывает, что все пептидные пятна, за исключением одного, идентичны. Таким способом генетически измененный структурный элемент выявляется очень легко, и для установления природы структурного изменения нет надобности устанавливать полную аминокислотную последовательность всей молекулы. Действительно, в ряде случаев весьма определенные указания относительно природы имеющегося замещения можно получить просто исходя из результатов анализа аминокислотного состава соответствующих пептидов, выделенных из двух белков. Но, конечно, однозначные доказательства замены одной аминокислоты на другую получают только после установления аминокислотной последовательности анализируемых пептидов. [c.96]

Изоферменты групп 1 и 2 (табл. 12.4) встречаются у всех особей данного вида, но изоферменты группы 3 (возникшие в результате аллельных вариаций) имеются только у определенных особей. У человека наиболее изученным примером генетического полиморфизма белка является полиморфизм гемоглобина, для которого описано более 150 вариантов [3023]. Подобные варианты, по-видимому, имеются у большинства других белков, в том числе и у ферментов, и если последние различаются по своим свойствам, то их рассматривают как изоферменты. Известен по крайней мере 21 вариант глюкозо-6-фосфат — дегидрогеназы (КФ 1.1.1.49) человека [1790]. Индивидуумы, гетерозиготные по данному гену, синтезируют обычный и видоизмененный белки, и если рассматриваемый фермент является димером или более сложным олигомером, могут образовывать- [c.114]

Распределение гена серповидноклеточности и других генов, кодирующих аномальные формы гемоглобина. Наиболее известный пример гетерозиса у человека-селективный механизм, обусловливающий высокую частоту гена серповидноклеточности в некоторых популяциях. Молекулярные основы, генетическое определение и взаимосвязь генотипа и фенотипа в случае серповидноклеточного гемоглобина рассматриваются в разд. 4.3 и 5.1.4. [c.311]

Справедливость триплетной теории была доказана в результате опытов [64], показавших, что в полисоме (стр. 281) отрезку формирующейся полипептидной цепи гемоглобина, содержащему 30 аминокислот, соответствует участок т-РНК длиной в 90 нуклеотидов. Точно такое же отношение, равное трем, было получено в генетических экспериментах, в которых удалось измерить на генетической карте длину определенного участка ДНК и сопоставить ее с длиной полипептидной цепи, соответствующей измеренному участку ДНК. [c.272]

Конечная цель генетического анализа выявить различия на уровне ДНК, т.е. идентифицировать мутантный сайт. Последовательность нуклеотидов в ДНК содержит информацию для последовательности аминокислот в полипептидной цепи. Вот почему, если прямой анализ на уровне ДНК невозможен, определяют различия на уровне аминокислотной последовательности белков, а по ней уже судят о перестройке на уровне ДНК. Впервые это было осуществлено для гемоглобинов (разд. 4.3). Впоследствии такой анализ позволил сделать вывод о перестройках в ДНК, кодирующих другие белки. Оказалось, что у большинства мутантных белков в определенном положении одна аминокислота замещена на другую в результате замены нуклеотида в соответствующем кодоне. Обнаружены и другие перестройки делеции, сдвиг рамки считывания и нонсенс-мутации (разд. 4.3, 5.1). В этом случае генетический вариант [c.230]

Рис. 21.11. Генетическое определение гемоглобинов человека. Греческими буквами обозначены гены глобинов и соответствующие им полипеп-тидные субъединицы. Все гемоглобины представляют собой тетрамеры. Гемоглобин Gower 1 присутствует в эмбрионе примерно 8 не-

Известно много генетических болезней человека, при которых тот или иной фермент либо совсем неактивен, либо имеет какой-то дефект, затрагивающий его каталитическую или регуляторную функцию. При таких заболеваниях в полипептидных цепях дефектного фермента содержится одна или большее число неправильных аминокислот, появившихся в результате мутации участков ДНК, кодирующей этот фермент. Каталитическая активность фермента зависит не только от наличия определенных аминокислотных остатков в каталитическом и регуляторном центрах, но и от общей трехмерной структуры фермента. Поэтому замена одного аминокислотного остатка в каком-либо важном месте цепи может привести к изменению или даже к полной утрате каталитической активно сти фермента, подобно тому как замена всего лишь одного аминокислотного остатка в молекуле гемоглобина вьпы-вает появление серповидноклеточного гемоглобина с нарушенной функцией (разд. 8.18). Если генетически измененный фермент входит в состав ферментной системы, катализирующей ка-кой-нибудь центральный метаболический путь, то последствия такого изменения могут быть очень тяжелыми, вплоть до летальных нарушений метаболизма. [c.266]

Непосредственные энергетические затраты при биосинтезе белка. Определите минимальные энергетические затраты (в расчете на число высокоэнергетических фосфатных групп), необходимые для биосинтеза р-глобиновой цепи гемоглобина (146 остатков) из всех аминокислот, АТР и GTP. Сравните ваш ответ с расходами энергии на биосинтез линейной цепи гликогена, включающей 146 остатков глюкозы, соединенньк о(1 -+ 4)-связью, и синтезируемой из глюкозы в присутствии АТР. Какова, исходя из ваших ответов, дополнительная энергетическая стоимость Р-глобиновой молекулы, обусловленная тем, что в отличие от гликогена при ее построении необходимо реализовать определенную генетическую информацию [c.963]

Однако все эти отдельные высказывания о некоторых чертах сходства гемоглобина и хлорофилла не могли вылиться в специальные исследования, поскольку наука того времени не могла еще рещить многих вопросов, связанных с выяснением состава, структуры и роли этих цигментов. Даже такой известный иссле-, дователь гемоглобина и одновременно хлорофилла, как Гоппе-Зейлер, не считал возможным сказать что-либо определенное в отношении разбираемого вопроса. Лишь, к концу XIX в. профессор Института экспериментальной медицины в Петербурге Марцелий Вильгельмович Ненцкий (1847—1901), опиравшийся на многочисленные эксперименты (в том числе и собственные) по выяснению природы красящего вещества крови, выдвинул гипотезу о генетической близости гемоглобина и хлорофилла в качестве самостоятельной проблемы. [c.168]

В гл. IV было отлючено, что гемоглобин больных серповидноклеточной анемией отличается по своей структуре от гемоглобипа здоровых людей. Серповидноклеточная анемия, сопровождающаяся изменением гемоглобина,— наследственное заболевание это означает, что генетическая информация, передаваемая от родителей потомству, не содержит в этом случае правильных указаний, которые обеспечивали бы синтез нормальных молекул гемоглобина (см. обсуждение генетических проблем в гл. XIX). Заболевание это — одно из тех, которые объединяются под общим названием врожденных нарушений обмена. Эту группу заболеваний выделил много лет назад Гэррод. Он рассматривал, например, цистинурию, алкаптонурию и альбинизм как результат неспособности организма осуществлять определенные метаболические превращения в их нормальной последовательности. Это представление полностью подтвердилось в результате дальнейших исследований. [c.453]

То обстоятельство, что электрофоретическая подвижность мутантов отлична от подвижности нормального белка, неудивительно, ибо кислотное звено Глу заменено на незаряженное Вал илп щелочное Лиз. Интересна физическая природа самого заболевания. Дело вовсе не в потере способности гемоглобина обратимо связывать кислород. Специальные измерения показали, что константа связывания молекулярного кислорода гемоглобином одинакова у всех трех форм гемоглобина, но существенно изменяется растворимость белка, с понижением которой белок начинает кристаллизоваться внутри эритроцитов, чем и вызывает исканченную форму последних. Выпадение гемоглобина из раствора лишает его способности выполнять свою функцию, откуда и возникает анемия. Мутантные формы гемоглобина явились прекрасным доказательством того, что и в высшем организме имеются генетические области — цистроны, управляющие синтезом одпого определенного полипептида. Провозглашенный Бидлом п Тэтумом для микроорганизмов принцип один ген — один фермент нашел здесь прекрасное подтверждение. [c.417]

Интересной особенностью вариаций трансферрина является преобладание одного трансферрина в определенных популяциях. Генетический локус трансферрина может претерпевать многочисленные мутации, в результате которых отдельные популяции образуют собственные, характерные для них мутанты. Популяции индейцев племени Навахо, китайцев и негров представляют собой пример сбалансированного полиморфизма. В каждой из этих популяций в процессе эволюции, по-видимому, появился свой, отвечающий местным условиям вариант трансферрина. Поскольку основной функцией трансферрина является перенос железа и так как генетическая изменчивость трансферрина состоит в основном в изменении заряда, возможно, что отношение равновесия, определяющее перенос железа, может быть изменено у различных вариантов трансферрина путем изменения их заряда. Согласно предположению Лаурелла о равновесии [102], более медленно движущийся трансферрин, обладающий большим положительным зарядом, должен быть лучше приспособлен для образования комплекса трансферрин — железо и, следовательно, для удаления железа из тканей, в то время как более быстро движущийся трансферрин, имеющий больший отрицательный заряд, более склонен к диссоциации комплекса с железом, что способствует накоплению железа в тканях. Недавно проведенные исследования Тернбулла и Джиблетта [103] показали, что трансферрины Во, Bi, С и Вз незначительно отличаются по скорости удаления железа из сыворотки и по скорости использования железа для синтеза гемоглобина. Однако на эти процессы могут влиять, помимо трансферрина, и другие факторы. [c.132]

Генетические доказательства несцеплен-ности генов а- и Р-глобинов появились задолго до определения структуры кластеров этих генов. Было показано, что если один из родителей является двойной гете-розиготой с мутациями в генах а- и Р-гло-бинов, а другой-нормальной в отношении гемоглобина гомозиготой, то в потомстве выявляются четыре фенотипа нормальный, с измененным а-глобином, с измененным Р-глобином и двойной мутант (рис. 4.42) [c.77]

Доказательство наличия отбора. Как отмечалось, оценки притока генов, полученные для генов, испытывающих в африканских популящ1ях давление отбора, можцо использовать для определения того, изменились ли интенсивность и направление отбора в новом месте обитания африканских негров. В нескольких работах были получены более высокие оценки притока генов белых для трех генетических маркеров гена серповидноклеточности (Hb S), аллеля африканского варианта G6PD (GD ) и аллеля гаптоглобина НрЧ Как отмечалось в разд. 6.2, на аллели Hb S и Gd в Африке действует отбор, связанный с тропической малярией гаптоглобин является белком, участвующим в переносе гемоглобина. Определенные величины притока генов для этих аллелей были достоверно выше, чем соответствующие оценки, полученные на основе частот систем групп крови Dufiy и АВО они варьировали приблизительно от 0,49 (Gd , Сиэтл, северо-запад США) до 0,17 (GD , Мемфис, юг США). Эти результаты указывают на то, что в Соединенных Штатах-стране, где малярии нет,-против этих генов идет отбор. Из-за отсутствия необходимых данных интенсивность этого отбора не может быть точно определена. Для доказательства существования отбора в отношении генов, для которых [c.366]

Аминокислотные последовательности белков [51, 81]. Одним из основных достижений биохимии явилось определение аминокислотных последовательностей белков. Гомологичность аминокислотных последовательностей родственных белков стала очевидной вскоре после того, как в конце 1950-х и начале 1960-х гг. были разработаны методы секвенирования. С помощью этих методов была выявлена гомологичность разных, но функционально родственных белков одного и того же вида. По некоторым позициям эти последовательности, как правило, демонстрировали идентичность, а по другим различались. Из результатов изучения ряда вариантов гемоглобина человека в то время бьшо уже известно, что точковые мутации обычно приводят к замещению одной отдельной аминокислоты в полипептидной цепи. В ходе расшифровки генетического кода было показано, что такие замены вызываются замещением одного-единственного основания, происходапцим при транскрибировании цепи ДНК. Это открытие стимулировало выяснение эволюционных взаимосвязей между видами путем сравнения числа различий в аминокислотных последовательностях их гомологичных белков. В таких работах строились филогенетические деревья, которые могли сопоставляться с соответствующими схемами, полученными на основе классических палеонтологических и морфологических данных. Методы построения этих деревьев описаны многими авторами [51 1919 1921 1954]. [c.17]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология