Гемоглобина замена оснований

На примере серповидноклеточной анемии можно убедиться в том, насколько эффективен генно-инженерный подход при изучении болезней человека. Замена основания в кодирующей цепи ДНК гена гемоглобина приводит к изменению последовательности, соответствующей шестому кодону [c.48]

Аминокислотные замены в полипептидной цепи отражают соответствующие нуклеотидные замены в ДНК. Так как генетический код известен с начала 1960-х годов, изучение аминокислотных замен, особенно в гемоглобинах, позволило идентифицировать замены оснований в матричной РНК [c.190]

Таблица 5.16. Замена оснований в разных типах гемоглобина человека [1681]

Отличие в единственном основании в молекуле ДНК или единичная ошибка в считывании кода вызывает изменение в последовательности аминокислотных остатков. Тот микроскопический дефект в молекуле гемоглобина, который является причиной серповидноклеточной анемии (стр. 1055), был прослежен до единичного гена — участка цепи ДНК, в котором, по-видимому, произошла замена кодона ТЦА на АЦА. Имеются данные в пользу того, что антибиотики способны, изменяя рибосому, вызывать ошибки в считывании кода, которые могут привести к гибели организма. [c.1065]

Химическая модель соединений, обладающих активностью гемоглобина. Синтез модели активного центра гемоглобинов основан на идее замены белка другим полимером [639, 727] (рис. 10.2) или присоединенными к гему гидрофобными боковыми цепями, образующими частокол [797]. Модельные системы такого типа могут быть [c.253]

Расщепление гемоглобина приводит к глобину и легко окисляющемуся г е м у, в котором железо еще двухвалентно. Гем способен связывать 2 молекулы основания (например, пиридина) и при этом образовывать так называемые г е м о х р о м о г е н ы гемоглобин может рассматриваться как гемохромоген, в котором молекулы основания заме- ены белковой молекулой. [c.974]

Так, врожденный иммунитет к малярии, которым обладают коренные жители тех тропических районов, где она обърша, основан на том, что у них синтезируется модифицированный гемоглобин. Замена всего лишь одной аминокислоты в его молекуле исключает возможность исиолъзования такого гемоглобгша малярийным плазмодием [Румянцев, с. 104]. Ту же роль играют мутации, изменяющие структуру клеточных стенок. [c.246]

Результаты многочисленных исследований свидетельствуют о том что генетический код, установленный для Е. соИ, является универсальным. Так, например, в лабораториях Уитмана и Френкель-Конрата препарат РНК, экстрагированный из вируса табачной мозаики, обработали азотистой кислотой известно, что при этом происходит дезаминирование многих остатков цитозина с образованием урациловых остатков, в результате чего кодоны U U (серин) превращаются в UUU (фенилаланин). Аналогичным путем из кодона ССС (пролин) может образоваться СиС (лейцин). Оказалось, что при заражении растений табака препаратом РНК, обработанной азотистой кислотой, аминокислотная последовательность вирусного белка оболочки, выделенного из мутантных штаммов, действительно меняется [22]. Причем многие из происшедших изменений можно было точно предсказать исходя из данных, приведенных в табл. 15-3. Сходным образом, замены аминокислот в дефектных молекулах гемоглобина (рис. 4-17) в большинстве случаев могут быть обусловлены изменением только одного основания. Так, гемоглобин S может образовываться в результате одного из следующих изменений в седьмом кодоне GAA(Glu) GUA(Val) или GAG(Glu)- ->GUG(Val). Еще один аргумент в пользу универсальности генетического кода состоит в способности рибосом и молекул тРНК из Е.соН осуществлять трансляцию цепи мРНК, кодирующей синтез гемоглобина, и синтезировать при этом полноценный гемоглобин [23]. [c.195]

Изучение последовательности аминокислот в гемоглобине используют для выяснения вопросов эволюции в новой области науки — химической палеогенетике. Например, р-цепь гемоглобина лошади отличается от соответствующего белка человека в 26 местах (от общего числа 146), свиньи — в 10 местах, а гориллы — всего лишь в одном месте. Подсчитано, что в среднем удачная замена аминокислоты может произойти примерно один раз за десять миллионов лет (удачной считается замена, увеличивающая шансы на выживание). (Подобная замена обеспечивается заменой в последовательности оснований в молекуле нуклеиновой кислоты, разд. 37.18). [c.1055]

В ДНК два кодона для Glu-(5 )TT и (5 )СТС и четыре кодона для Val-(5 )TA , (50САС, (5 )ААС и (5 )GA . Замена аминокислоты в гемоглобине сер-повидньк эритроцитов может быть обусловлена изменением одного основания (5 )ТТС (Glu)- (5 )TA (Val) или (5 ) T (Glu) (5 )САС (Val). Гораздо менее вероятны изменения двух оснований (5 )ТТС (5 )САС, (5 )ААС и (5 )GA или (5 )СТС (5 )ТАС, (5 )ААС и (5 )GA . [c.1005]

Хотя смысл большинства кодонов был первоначально установлен с помощью белоксинтезирующего аппарата Е. соН, последующие опыты по специфическому связыванию с трииуклеотидами, проведенные с аминоа-цил-тРНК из представителей различных таксономических групп, как прокариотов, так и эукариотов (включая человека), продемонстрировали универсальность кодовой таблицы. Предварительные данные в пользу универсальности кода были получены еще при исследовании аминокислотных замен в мутантных белках (см. табл. 28). Все эти замены могли быть объяснены замещениями единичных оснований согласно кодовой таблице (табл. 27), хотя исследованные мутантные белки включали не только белки Е. соН, ио и белок оболочки вируса табачной мозаики и гемоглобин человека. [c.458]

Л. Нет, я не захожу так далеко. На основании обсуждаемых результатов мы можем сказать, что биоорганическим реакциям, например полипептидному синтезу, присущи определенные тенденции к упорядочению. Известно, однако, что совсем незначительные изменения аминокис-ютной последовательности некоторых белков могут приводить к сильно выраженным изменениям. Хорошим примером служит 5-гемоглобин и связанный с ним синдром — серповидноклеточпая анемия. Замена одной-едипственной аминокислоты в молекуле нормального гемоглобина на другую аминокиаюту вызывает резкое нарушение морфологии и функций эритроцитов [4]. Поэтому, хотя при связывании аминокислот — безразлично, па Земле или на других планетах — могут действовать одинаковые тенденции, вполне вероятно, что образующиеся в результате надмолекулярные формы будут резко различаться по своей морфологии. Несмотря на общее сходство — а это сходство неизбежно, поскольку оно базируется на одинаковых физико-химических явлениях, — под влиянием уникальных местных условий на различных планетах могут возникать выраженные биологические различия. Справедливость этого положения мы видим на примере Земли почти все живое на Земле имеет единую биохимическую конституцию при бесконечном разнообразии видов. [c.317]

Анализ нуклеотидных последовательностей ДНК и аминокислотных последовательностей позволяет уточнить представление о механизмах возникновения мутаций. При этом особенно информативными оказались варианты гемоглобина человека (разд. 4.3). Большинство известных мутаций возникло в результате замены одного основания на другое меньшинство возникает вследствие делеций нескольких пар оснований, сдвига рамки считывания, элонгации полипептидной цепи, обусловленной мутацией в терминирующем кодоне, и рекомбинационных событий, приводящих к мутационноподобным эффектам (гемоглобин типа Lepore). При переходе на молекулярный уровень снова возникает множество вопросов, некоторые из которых нам уже известны из обсуждения исследований на фенотипическом уровне. [c.185]

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]

Тот же самый подход был использован для определения числа коварионов в семействах других белков инсулине, а- и -цепях гемоглобина, рибонуклеазе, фибринопептиде Л. И в этих случаях лишь ограниченное число кодонов способно фиксировать нуклеотидные замены, приводящие к аминокислотным заменам. Об этом свидетельствуют и обширные данные по изучению белкового полиморфизма в природных популяциях дрозофилы. Сравнение популяций по наличию в них форм данного белка с различной электрофоретической подвижностью показало, что разнообразие популяций обеспечивается одними и теми же несколькими вариантами. Поскольку эти исследования были сделаны для большого числа белков, то можно, по-видимому, сделать вывод о том, что для каждого локуса существует небольшое число позиций, в которых происходит фиксация по крайней мере некоторых замен оснований. [c.487]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология