Мутантные формы

Установление первичной структуры субъединиц молекулы гемоглобина стимулировало исследования по расшифровке структуры так называемых аномальных гемоглобинов. В крови человека в общей сложности открыто около 150 различных типов мутантных гемоглобинов. Появляются мутантные формы гемоглобинов в крови вследствие мутации генов. Обычно мутации делят на 3 класса в соответствии с топографией измененного участка молекулы. Если замена аминокислоты происходит на поверхности молекулы гемоглобина, то это мутация первого класса подобные мутации обычно не сопровождаются развитием тяжелой патологии, и болезнь протекает бессимптомно исключение составляет серповидно-клеточная анемия. При замене аминокислоты вблизи гема нарушается связывание [c.81]

Технология рекомбинантных ДНК позволяет выделять гены любых белков, существующих в природе, экспрессировать их в специфическом хозяйском организме и получать чистые белковые продукты. Однако физические и химические свойства таких природных белков часто не удовлетворяют условиям, обеспечивающим возможность их промышленного применения. Иногда для получения белков, обладающих нужными свойствами, в качестве источника соответствующих генов используют организмы, растущие в необычных, зачастую экстремальных условиях. Например, для синтеза а-амилазы, не утрачивающей своей активности при высокой температуре, выделили ее ген из Ba illus stearothermophilus — бактерии, естественной средой обитания которой являются горячие источники с температурой воды 90 °С. Полученная таким образом а-амилаза оставалась активной при температурах, при которых осуществляют промышленное производство этилового спирта из крахмала. Для получения белков с заранее заданными свойствами можно использовать также мутантные формы генов. Однако число мутантных белков, образующихся в результате замены отдельных нуклеотидов в структурном гене с помощью обычного мутагенеза, чрезвычайно велико. Мутагенез с последующим отбором редко приводит к существенному улучшению свойств исходного белка, поскольку большинство аминокислотных замен сопровождается снижением активности фермента. [c.158]

Олигонуклеотид-направленный мутагенез с использованием плазмидной ДНК Основной недостаток олигонуклеотид-направ-ленного мутагенеза с использованием фага М13 -большое число процедур. Чтобы выделить мутантную форму нужного гена, приходится затратить много времени. В качестве альтернативы системе с использованием фага М13 было разработано множество других подходов, основанных на применении плазмидных ДНК. Это позволяет обойтись без переноса Интересующего исследователя гена из плазмиды в фаговую ДНК, а после завершения мутагенеза - обратно в плазмиду. Один из этих подходов включает встраивание ДНК в плазмидный вектор, который несет функциональный ген устойчивости к тетрациклину и неактивный ген устойчивости к ампициллину в середине последнего заменен один нуклеотид (рис. 8.3). Клетки Е. соИ трансформируют вектором, несущим ДНК-мишень, и двухцепочечную плазмидную ДНК денатурируют щелочью с тем, чтобы получить одноцепочечные кольцевые молекулы. Денатурированную ДНК отжигают с тремя разными олигонуклеоти- [c.161]

По-видимому, большое значение в процессах регуляции клеточного деления имеет группа белков, программируемых так называемыми онкогенами. Измененные (мутантные) формы этих генов обнаруживаются в опухолевых клетках и входят в ряде случаев в виде соответствующих РНК-копий в состав онкогенных (т.е. вызывающих опухоли) ретровирусов. Первым открытым онкогеном был ген sr , входящий в состав вируса саркомы Рауса. Программируемый им белок, продукт гена sr , оказался протеинкиназой, которая в отличие от протеинкиназ класса А и протеинкиназы С катализировала фосфорилирование определенного спектра клеточных белков по остаткам тирозина, а не по остаткам серина и треонина, Дальнейшие исследования показали, что такая активность присуща некоторым рецепторам факторов роста, в частности рецептору эпидермального фактора роста. Ген erd, программирующий аналог этого рецептора, был обнаружен в составе онкогенного вируса птичьего миелобластоза, В настоящее время открыто несколько десятков онкогенов. В большинстве изученных случаев продукты этих онкогенов в здоровых клетках являются участниками передачи митогенных (т. е. управляющих, митозами) сигналов. В ряде опухолей, в том числе человеческих, найдены онкогены, программирующие аналоги белка G,воспринимающего сигна-, лы от комплексов эффектор - рецептор (в частности, онкогены Н—ras и К—ras) онкогены, программирующие синтез аналогов самих факторов роста, например онкоген sis, входящий в состав вируса саркомы обезьян, продукт которого является аналогом фактора роста, выделяемого тромбоцитами (клетками крови, участвующими в процессе свертывания) онкогены, продуктами которых являются аналоги ядерных белков, по-видимому, участвующих на заключительных этапах каскада превращений, возникающего в ответ на митогенный сигнал (онкогены туе, fos и др.). [c.428]

Мутантная форма не деградирует [c.161]

Другие заболевания, причинами которых являются нарушения, связанные с тем или другим ферментом катаболизма сфинголипида, приведены в табл. 2.4. Все они относительно редки и вызываются рецессивными мутациями, которые, по-видимому, не всегда приводят к полному отсутствию данного фермента, но иногда связаны с наличием его менее активной формы. В некоторых случаях антитела против активного фермента успешно использовались для обнаружения его неактивной мутантной формы. [c.56]

Рассматривая одноклеточные модели, перейдем от прокариотов к эукариотам парамеция имеет много общих свойств с нервной клеткой и используется в качестве модели по следующим причинам [5] она имеет мембрану, которую можно электрически стимулировать (т. е. высвобождается потенциал действия) обладает простым поведением можно получить мутантные формы с измененным поведением и отобрать мембранные мутанты она может быть клонирована и культивирована в больших количествах. [c.360]

Оптимальная активность ауксинов в мутантных формах гороха (в % к контролю) [c.120]

Каротиноиды выполняют две функции с одной стороны, они участвуют в фотосинтезе как светособирающие пигменты, т.е. поглощают световую энергию и передают ее хлорофиллу с другой стороны, они предохраняют хлорофилл от фотоокисления. Сине-зеленые мутантные формы пурпурных бактерий, лишенные каротиноидов, способны расти только на слабом свету, а при высокой интенсивности света гибнут. [c.378]

Экспериментальные данные показывают, что только в отношении мутантов М-5684 и М-5703 с некоторой натяжкой можно говорить об одном мутационном изменении. У этих мутантов произошел переход аллеля из доминантного в рецессивное состояние. У остальных мутантов по крайней мере два гена перешли из рецессивного состояния в доминантное. Биохимические изменения, ускользающие от непосредственного наблюдения, также обусловлены генетически их выявление позволяет увеличить число мутационных перемен. Поэтому было решено дополнить полученные данные биохимическими исследованиями белков мутантных форм в Мз. [c.86]

Изучаемые мутантные формы помимо варьирования признака содержания белка в значительной степени различались по таким признакам, как продуктивность растений, вес 1000 зерен, продуктивная кустистость, длина колоса, число зерен в колосе и высота растений (табл. 2). [c.196]

Интересно, что подобное же биохимическое нарушение было отмечено у одной мутантной формы Ba illus subtilis . В клеточной оболочке этих бактерий обязательно должны содержаться жирные кислоты с разветвленной цепью (гл. 5, разд. А, 4), а для их синтеза исходным материалом служат СоА-производные разветвленных жирных кислот (гл. 12, разд. Д). Если блокировано окислительное декарбоксилиро-ванне необходимых для этого кетокислот, то мутанты могут расти лишь в среде, содержащей добавленные разветвленные жирные кислоты. [c.117]

Существенная деталь схемы, показанной на рис. 15-5, состоит в том, что если пурин находится с левой стороны (как это показано на рисунке), то на правой стороне остается место лишь для пиримидинового кольца. Таким образом, вероятность наличия на правой стороне А и О исключена и остается выбирать только между С и и (или Т). Однако и не подойдет, потому что диполь, необходимый для образования водородной связи, расположен в этом основании в неправильном направлении. В растворе эти биполярные группы гидратированы. Маловероятно, чтобы эти группы отщепляли связанные с ними молекулы воды до образования водородных связей внутри пары оснований. Связыванию будет препятствовать, однако, не только то обстоятельство, что молекулы и (или Т) неспособны образовывать прочные водородные связи внутри свободного участка, показанного на рис. 15-5, но также наличие электростатического отталкивания одноименно заряженных концов диполей. В результате сродство РНК-полимераэы к неправильно спариваемым основаниям окажется сниженным. Снижение сродства (увеличение значения кажущейся КиС) удалось наблюдать в эксперименте, по крайней мере для ДНК-полимеразы бактериофага Т4, для иоторой известны мутантные формы. Одна из них, [c.213]

Репликаза фага Q способна in vitro синтезировать цепи, полностью комплементарные как плюс-, так и минус-молекулам вирусной РНК. Система, однако, специфична для вирусной РНК и не может копировать никаких других полинуклеотидов. Возможно, что для инициации процесса репликации нужно, чтобы на З -конце имелись определенные последовательности. В пробирке репликация протекает с ошибками, такими, в частности, как преждевременная терминация цепи и неправильное спаривание оснований. В результате происходит образование мутантных форм РНК, что дает возможность получать молекулы РНК, размеры которой будут значительно меньше, чем у вирусной РНК, и которые будут при этом легко реплицироваться репликазной системой фага Q . Была установлена нуклеотидная последовательность одного из таких фрагментов, включающего всего лишь 114 нуклеотидов . [c.245]

Миллер, Лу и их сотрудники [145а, Ь] с успехом использовали супрессорные мутации и получили с их помощью около 300 мутантных типов Za -репрессорного белка Е. соИ. На первом этапе вводили атЬег-мутации приблизительно в 80 положений гена. Далее с целью клонирования мутантные гены переносили в эписомы (см. следующий раздел). Затем эти вирусоподобные эписомы использовали для заражения пяти штаммов бактерий, несущих супрессорные мутации, благодаря которым считывание кодона UAG (терминирующего) приводило к включению в белок различных аминокислот. Из этих инфицированных бактерий выделяли большие количества мутантных форм 1ас-репрессора. Оказалось, что многие мутации, локализованные вблизи от N-конца, влияют на связывание репрессора с ДНК, тогда как мутации, локализованные в центральной части, влияют на связывание с индуктором. [c.256]

Антибиотики. Большинство антибиотиков накапливает ся вне клеток микрооргаыизма-продуцента, к-рыми в оси являются актиномицеты, нек-рые грибы и бактерии (гл. обр их мутантные формы). Антибиотики, употребляемые преим в медицине, подвергаются высокой степени очистки. Анти биотнки для лечения с.-х. животных имеют специфич. активность относительно наиб, распространенных для них заболеваний, напр, гельминтозов, кокцидиозов и др. Для добавки в корма обычно выпускают концентрат среды после выращивания в ней продуцента, иногда вместе с биомассой, содержащей значит, кол-во др. продуктов обмена в-в продуцента, в т.ч. витамины, аминокислоты, нуклеотиды и др. [c.82]

В настоящее время в сельском хозяйстве широко используют гербициды — химические соединения, применяемые для уничтожения сорной растительности. Гербициды широкого спектра действия могут не только уничтожать сорняки, но и угнетать рост культурных растений. В связи с этим возникает необходимость в создании растений, устойчивых к этим веществам. Существует два подхода к решению этой проблемы прямая селекция устойчивых к гербицидам мутантных форм растений, или мутантных клеточных штаммов (клеточная селекция), и генно-инженерный метод, который состоит во введении в растения генов гербицид-резис-тентности растительного или бактериального происхождения. [c.154]

Наиболее убедительным доводом в патьзу предположения о специфическом контакте репрессора и РНК-полимеразы служит анализ. мутантных форм л-репрессора, которые сохранили способность связываться с оператором, но потеряли способность стимулировать транскрипцию с Ррм. Оказалось, что эти мутации затрагивают биспиральный ДНК-узнающий элемент репрессора. Измененные а.минокислотные остатки не участвуют в контактах с ДНК и, располагаясь на поверхности репрессора, могут контактировать с находящимся поблизости участком РНК-полимеразы (рис. 88). [c.146]

Работа промоторарегулируется репрессор-ным белком с1 бактериофага X. На самом деле для регуляции транскрипции с p --np0M0T0pa обычно используется термочувствительная мутантная форма репрессора с1 - белок Клетки, синтезирующие этот репрессор, сначала выращивают при температуре 28-30 °С в этих условиях репрессор блокирует транскрипцию с р --промотора. Когда культура достигает нужной фазы (как правило, середины log-фазы), температуру повышают до 42 °С, при которой l -pe-прессор инактивируется и начинается транскрипция. [c.108]

Ускорить созревание можно еще одним способом — увеличий количество бактерий в закваске. При этом содержание протеи-иаз и пептидаз будет выше, что и приведет к ускорению созревания. Важно, что скорость накопления кислоты останется прежней, а при производстве определенных сыров это имеет большое значение. Сегодня для предотвращения излишнего накопления кислоты генетически обусловленные свойства бактерий заквасок изменяют методами теплового шока, сенсибилизации и обработкой растворителями. Некоторые мутантные формы бактерий образуют больше протеазы или липазы на фоне [c.99]

Эффективность инактивации белка-репрессора и соответственно активации транскрипции зависит от соотношения между числом молекул репрессора и числом копий промотора. Если концентрация репрессора слишком велика, то транскрипция не инициируется, и наоборот, если молекул репрессора очень мало (даже при том, что их больше, чем копий промотора), то транскрипция может идти и в отсутствие индукции. Про такие промоторы говорят, что они текут . Чтобы осуществлять строгий контроль таких регулируемых систем, разработаны разные стратегии. Например, ген репрессора и соответствующий промотор помешают в две разные плазмиды, присутствующие в клетке в разном числе копий это позволяет поддерживать нужное соотношение между числом молекул репрессора и числом копий промотора. Обычно ген репрессора находится в малокопийной плазмиде, число ее копий в клетке не превышает 8, а промотор - в мультикопийной плазмиде с 30-100 копиями на клетку. Ген репрессора может быть локализован и в хромосомной ДНК, находясь в ней в единственном числе, что позволяет поддерживать низкую концентрацию репрессора. В системах, использующих /ас-промотор, можно получить /ос-репрессор в значительно большем количестве, если заменить /ас/-ген его мутантной формой /дс/ч, что приводит к уменьшению протекания промотора, т. е. к снижению уровня транскрипции клонированного гена без индуктора. [c.108]

Внутриклеточная регуляция ингибиторов может протекать не только на этапе их биосинтеза, но и способна осуществляться также на хромосомном уровне. Так, хемомутанты гороха сорта Торсдаг, отличающиеся от исходной формы всего одним или двумя генами, способны давать растения карликового и полукарликового типа. Чем ниже было растение, тем в начальный период вегетации в нем накапливалось большее количество связанной п-кумаровой кислоты— кверцетин-гликозил-кумарата (КГК). После цветения картина становится обратной — КГК накапливался в наибольшем количестве у исходной формы (высокорослых растений) и меньше — у карликовых форм. Характерно, что ни по каким другим признакам (активность ауксинов, толщина стеблей, число междоузлий) стабильных корреляций у мутантных форм гороха не наблюдалось. Таким образом, сцепленными признаками оказались рост и содержание связанной формы п-кумаровой кислоты. [c.217]

Говорят, что микроорганизмы являются устойчивыми (резистентными) по отношению к действию химиче-0К01Ч) препарата, если культура этих микроорганизмов была получена в результате отбора форм, на которые данный препарат не оказал воздействия. При размножении таких организмов возникает многочисленная устойчивая по отношению к действию этого препарата популяция. Мутантные формы (обладающие отличиями в коде ДНК для данного гена или генов) обычно появляются случайно, однако их появление может быть вызвано радиоактивным облучением половых клеток родителей или действием е-которых химических веществ, например азотистого иприта. Первым шагом естественного отбора поэтому является появление измененных по данному признаку форм. Далее отбор может идти либо с сохранением этого признака, либо наоборот. В данном случае в ходе естественного отбора предпочтение получили плазмодии, устойчивые по отношению к сиитетиче-ским противомалярийным препаратам. [c.131]

Гемоглобины и миоглобины образуют группу белков, которые лучше всего подходят для исследования влияния белков на константу равновесия в процессе связьшания одного лиганда, а именно кислорода. Все эти белки содержат один и тот же железопор-фириновый комплекс и, за исключением некоторых весьма редких мутантов, один и тот же аксиальный лиганд. Кроме того, все белки, о которых идет речь, обладают весьма сходной третичной структурой. Тем не менее величина константы равновесия связьшания кислорода, а также гомотропное и гетеротропное взаимодействия для них изменяются в широких пределах. Начиная с новаторской работы Кендрью и Перутца с сотрудниками по миоглобину кашалота и гемоглобинам человека и лошади, наиболее детальные сведения о структуре ряда гемоглобйнов и миоглобинов получены методом рентгеноструктурного анализа. Благодаря тому интересу, который представляют для медицины мутантные белки, за последние годы многие мутантные формы гемоглобина были выделены и изучены, так что можно исследовать влияние замены даже одной аминокислоты на структуру белка и его сродство к кислороду. [c.141]

Кроме того, вследствие мутаций в каждой из цепей гемоглобина возможна замена по крайней мере одной аминокислоты. В настоящее время известно около 100 таких мутантов [94, 170]. Изменения в составе гемоглобина можно произвести и искусственно (см. работу 18]) различными способами 1) путем образования гибридов с использованием а- и -цепей из гемоглобйнов различных видов 2) в результате протеолитического переваривания С-концевых остатков под действием карбоксипептидазы и 3) химическим модифицированием, например, сульфгидрильных групп цистеиновых остатков. Можно, разумеется, изменять валентность железа, а также природу шестого лиганда в координационной сфере железа, и даже удается получить гемоглобины, в которых состояние железа в каждой из цепей различно, например, путем смешивания растворов N- и 02. Из многих гемоглобйнов и миоглобинов удается удалить без денатурации белка железопорфириновый комплекс, а затем реконструировать полный белок из белка и порфиринового комплекса, взятых из различных источников, или вместо железопорфиринового комплекса взять при этом порфириновый комплекс другого металла (разд. 7.1 и 7.4). Исследование мутантных форм и химически модифицированных гемоглобйнов существенно расширило наши знания о природе реакций гемоглобина, и в последующих разделах мы часто будем использовать результаты, полученные с помощью мутантных и модифицированных белков. [c.148]

Центральная олигосахаридная часть (кор). Эта часть липополисахаридов грамотрицательных бактерий наиболее изучена на различных штаммах сальмонелл. Особенно удобны для изучения R-мутантные формы, у которых отсутствует О-полисахар идная часть. Обычно олигосахарид-кор представляет собой разветвленный декасахарид. Пять звеньев этого олигосахарида, непофедственно [c.193]

Существует мнение, что эффект гетерозиса в основном наблюдается у гетероэитот но таким генам, которые в гомозиготном состоянии вызывают существенную депрессию развития. К этой группе относятся хлорофильные и карликовые мутанты. В наших опытах были выделены такие мутантные формы, которые более продуктивны, чем исходный сорт, и нри скрещивании которых с исходным сортом наблюдается гетерозис. Иными словами, эффект действия одного и того же мутантного гена как в гомо-, так и в гетерозиготном состоянии может быть положительным. К числу таких мутантов относится мутант к-398, а также другие мутантные линии нашей коллекции [11]. [c.131]

Семена сои сорта Кировоградская 4 обрабатывали ЭИ в концентрации 0,005% при экспозиции 16 час. (1966 г.). В Мг и последующих поколениях каждую семью высевали отдельно. Наибольшую частоту мутаций наблюдали в Мг. В М4 в одной из семей было получено мутантное растение со следующими особенностями по сравнению с растениями данной семьи и исходного сорта мутант имел значительно больше бобиков, отличался формой и цветом листьев, созрел на 30 дней раньше. В потомстве данного растения было два типа растений позднеспелые и ультраскоро-спелые. Генетическая природа этих растений изучена и сделаны некоторые теоретические заключения по этому поводу. Скороспелые растения мутантной семьи сохраняли константность на протяжении целого ряда лет. Комплекс полезно-хозяйственных признаков позволил передать данную мутантную форму сои в Государственное сортоиспытапие как новый сорт под названием Швыдкостыгла 2. [c.142]

При воздействии ДЭС (0,2%) получены наиболее интересные мутантные формы, которые превосходили по ряду хозяйственнополезных признаков растения исходного сорта. [c.156]

В условиях Апшерона среди сильно восприимчивых к желтой ржавчине сортов Шарк и Джафари удалось выделить мутантные формы, поражающиеся в незначительной степени желтой ржавчиной. Эти мутантные формы повторно проверяли на устойчивость к различным расам желтой ржавчины в условиях оранжереи. [c.177]

Мутантные формы сорта Джафари, выделенные от действия ДМС (0,012 и 0,006%) и ЭИ (0,02%), проявили высокоустойчивый тип реакции к северокавказской расе 9М — О (против исходной формы 1—2 балла) и местной расе 20—О (против исходной [c.177]

Мутантная форма сорта Шарк оказалась иммунной к 20-й северокавказской расе, а красноколосая форма проявила к данной расе тип реакции от высокоустойчивого до иммунного при пора-жаемости исходного сорта 2—3 балла. [c.177]

Мутантная форма из сорта Севиндж (опушенный колос с черными остями, ДМС — 0,006%) ко всем исследуемым расам проявила тип реакции от высокоустойчивого до иммунного. Так, к агрессивной 31-й расе (нри поражении исходной формы в 2 балла) мутантная форма оказалась иммунной. [c.177]

Известно, что у ярового ячменя с помощью различных мутагенов удалось нрвдущхровать мутанты с высоким содержанием белка и лизина в зерне [1—2], получены мутантные формы с улучшенными хлебопекарными качествами [3—5]. [c.194]

Одштм из современных методов селекции на качество является химический мутагенез. Настоящая работа проведена с целью выделения высокобелковых мутантных форм. В 1968—1969 гг. работу проводили совместно с отделом биохимии ВИР. [c.214]

Мутантные формы соп, имеющие незначительные морфологические отклонения от исходного сорта, мы условно называел мик-ромутантамн. Макромутаиты — формы, значительно отклоняющиеся от контроля. [c.218]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология