Бактериофаг Т белок гена

Рис. 15.4. Изменение разбивки считываемой последовательности на триплеты в результате мутации со сдвигом рамки . Бактериофаг Т4 способен образовывать лизоцим. Этот фермент кодируется геном фага. Вверху представлен отрезок нормальной нуклеотидной последовательности (фаг дикого типа) и указаны соответствующие аминокислоты, Внизу приведена нуклеотидная последовательность двойного мутанта, полученного из дикого типа в результате двукратной обработки профлавином. Нуклеотид А во втором триплете утрачен, и начиная с этого места триплеты считываются неправильно ( рамка считывания сдвинута). В результате включения О в конце пятого неверного триплета в дальнейшем восстанавливается правильный порядок считывания. Таким образом, нуклеотидные последовательности двойного мутанта и дикого типа различны только на участке от второго до пятого триплета включительно. Если кодируемые этими триплетами аминокислоты не существенны для функции данного белка, то вторая мутация восстанавливает свойства (фенотип) дикого типа (генетическая супрессия).

Рис. 15.12. Сайт-специфическая рекомбинация, представленная на примере интеграции бактериофага лямбда в хромосому клетки-хозяина, С помощью специфического белка кольцевая ДНК фага своим участком att В присоединяется к участку att X на бактериальной ДНК, расположенному между генами Ыо и gal затем в результате разрыва и перекрестного воссоединения двойных цепей ДНК фаг включается в хромосому. (См. также рис. 4.14.)

Существуют также мутации бактерий, вызывающие устойчивость к определенным бактериофагам или антибиотикам. Первые из них обычно влияют на способность фага прикрепляться к бактерии-мутанту, поскольку у мутанта несколько изменены белки мембраны. Устойчивые (резистентные) мутанты легко отбираются при посеве клеток, подвергнутых действию какого-либо мутагена, непосредственно на среду, содержащую данный фаг или антибиотик выросшая бактериальная колония и есть мутант. Мутации, вызывающие устойчивость к определенным антибиотикам, хорошо известны, поскольку они создают серьезную проблему для медицины и здравоохранения. Фенотип устойчивости к фагу Т1, обозначается символом Т1 (фенотип чувствительности к фагу-Т1 ). Соответственно, устойчивость и чувствительность к антибиотику стрептомицину обозначают как Str и Str . Ген чувствительности к фагу Т1 обозначается как ton, (ton -синоним Т1 ген чувствительности к стрептомицину-sir (sir -синоним sir ). [c.229]

Бактериофаг X оказался настоящей сокровищницей систем генетической регуляции, изучение которых позволило заметно расширить и углубить наши представления о механизмах генетической регуляции у прокариот. В процессе литического развития гены фага X (см. гл. 7) регулируются таким образом, чтобы обеспечивать контролируемую репликацию ДНК, рекомбинацию, синтез структурных белков и сборку частиц потомства фага. В то же время лизогенам по фагу X присущ иной способ экспрессии генов. В лизогенных бактериях репрессированы все гены профага, используемые при литическом развитии, и экспрессируется только один ген, обозначаемый с1, который контролирует репрессию генов профага. Экспрессия гена с1 в лизогенах обеспечивает также иммунитет клетки к повторной инфекции другим фагом X. [c.183]

В результате проведенных исследований было установлено, что в молекулах ДНК бактериофагов почти все последовательности нуклеотидов уникальны, т. е. встречаются один раз. В ДНК бактерий большинство генов также уникальны, но некоторые последовательности (кодирующие транспортные и рибосомные РНК) повторяются по нескольку раз. В геноме эукариотов уникальные последовательности нуклеотидов, т. е. структурные гены, несущие информацию о структуре специфических белков, составляют около 60% ДНК. Остальную часть ДНК составляют повторяющиеся последовательности. От 10 до 25% генома животных представлено умеренно повторяющимися последовательностями. Они являются структурными генами продуктов, необходимых ктетке в больших количествах. Это гены рибосомных и транспортных РНК, белков гистонов, отдельных цепей иммуноглобулинов. Они, как правило, расположены в ДНК в виде тандемных повторов, т. е. друг за другом, один ген отделяется от другого спейсером (от англ. spa er — промежуток). В группу умеренно повторяющихся последовательностей входят также участки ДНК, выполняющие регуляторные функции. Кроме того, в ДНК эукариот встречаются часто повторяющиеся последовательности (10 —10 раз). В основном это сате-литная ДНК, обнаруживаемая в центромерных областях хромосом, участвующая, по-видимому, в спаривании и расхождении хромосом. [c.178]

Изменения в структуре ДНК встречаются очень редко. Так, например, в среднем ген может удвоиться 10 раз, прежде чем произойдет заметная мутация [128а]. Тем не менее, работая с бактериями нли бактериофагами, мы можем обследовать чрезвычайно большое число особей в поисках мутаций. Если, например, посеять один миллион вирусных частиц на чашку с агаром в условиях, позволяющих распознать мутацию определенного гена, то в среднем мы можем надеяться обнаружить один мутант. Наиболее часто встречаются мутации, обусловленные заменами пар оснований (точковые мутации). Оии происходят в результате включения неправильного основания при репликации или репарации ДНК. При таких мутациях одно основание в триплете кодона замещается другим. В результате возникает другой кодон, что приводит к замене в соответствующем белке одной аминокислоты на другую . Замену одного пиримидина на другой С—)-Т или Т—)-С) или одного пурина на другой пурин иногда называют транзицией, тогда как замену пурина на пиримидин или, [c.246]

Пытаясь найти по возможности более простые системы для изучения синтеза ДНК, многие исследователи обратились к мелким ДНК-содержащим вирусам типа ФХ174 и М13. Они не обошли при этом вниманием бактериофаги, снабженные отростками фаги Я, Т7 и Т4, а также плазмиду колицина Е-1. Преимущество этих систем состоит в том, что для них легче смоделировать репликацию ДНК в клеточных экстрактах, а кроме того, ДНК вирусов и плазмид хорошо изучены с генетической точки зрения. Во многих случаях репликация зависит как от генов вируса, так и от генов клетки-хозяина. Так, например, мутации генов dnaB, D, Е, F и О приводят к потере способности поддерживать рост фага X точно так же, как и в случае, когда инактивированы /s-гены. Вместе с тем фаг X сохраняет способность к репликации в бактериях с мутантными генами А я С. Многие вирусы, в том числе Т-четные фаги, содержат гены, кодирующие синтез своих собственных специфических ДНК-полимераз и других белков, необходимых для репликации. [c.276]

Совершенно естественно, что, поскольку аминокислотная последовательность в белках непрерывна, то непрерывной считалась и последовательность нуклеотидов в генах. Многочисленные исследования на бактериях и бактериофагах показали, что это действительно так. [c.78]

Вирусы впервые были описаны как болезнетворные агенты, которые размножаются только в клетках и имеют настолько малые размеры, что способны проходить через ультратонкие фильтры, задерживающие самые мелкие бактерии До появления электронного микроскопа природа их оставалась неясной, хотя уже тогда высказывалось мнение, что это, возможно, просто гены, которые приобрели способность переходить из одной клетки в другую. В 1930-х годах использование ультрацентрифуги сделало возможным отделение вирусов от компонентов клетки-хозяина. В результате уже в начале 1940-х годов стало более или менее ясно, что все вирусы содержат нуклеиновые кислоты. Это укрепило исследователей в мысли, что вирусы и генетический материал выполняют сходные функции. Подтверждение такой точки зрения было получено при изучении вирусов бактерий (бактериофагов). В 1952 г. удалось показать, что в клетку бактерии-хозяина проникает одна только ДНК бактериофага (без его белка) и что именно она инициирует здесь процесс репликации, приводящий в конечном счете к появлению в инфицированной клетке нескольких сотен дочерних вирусных частиц. Таким образом, вирусы можно рассматривать как генетические элементы одетые в защитную оболочку и способные переходить из одной клетки в другую. Размножение вирусов само по себе часто оказывается летальным для клетки, в которой оно происходит. Многие вирусы разрушают инфицированную клетку (вызывают ее лизис), что и дает возможность потомству вируса переходить в соседние клетки. Клинические симптомы вирусной инфекции во многих случаях отражают именно эту цитолитическую способность вируса Высыпание при [c.314]

Др. разновидносгь Р.б. изменяет каталитич. св-ва РНК-полимеразы (т.наз. белки-антитерминаторы). Так, у бактериофага X известны два таких белка, к-рые модифицируют РНК-полимеразу так, что она не подчиняется клеточным сигналам терминации (окончания) транскрипции (это необходимо для активной экспрессии фаговых генов). [c.218]

Как можно ответить на вопрос о том, локализованы ли мутации в одном и том же гене, в близко расположенных генах или же в генах, отстоящих друг от друга на некотором расстоянии Ответ на этот вопрос можно получить с помощью теста на комплементацию. Если два мутантных бактериофага несут мутации в разных генах, то при заражении бактерии обоими мутантными фагами одновременно часто оказывается, что бактериофаги могут размножаться в бактерии-хозяине. Поскольку в этйм случае у каждого фага есть неповрежденный ген для Одного из двух затронутых белков, все генетические функции в этом случае выполняются. Если же у обоих мутантных фагов поврежден Один и тот же ген, то такие фаги не смогут дополнять функции друг Друга при совместном заражении. Такой эксперимент часто называют Чис-гранс-сравнением. Одновременное заражение двумя различными мутантами — это транс-тест. В качестве же контроля используют цис-тест бактерию заражают одновременно рекомбинантом, несущим обе мутации в одной и той же ДНК, и стандартным фагом. В этом случае репликация должна протекать нормально. [c.250]

На рис. 3.10 приведена электронная микрофотография гибрида ДНК — РНК. Молекула была визуализирована путем обработки препарата белком гена 32 бактериофага Т4. Этот белок имеет больщую константу связывания только с одноцепочечной ДНК, поэтому одноцепочечные участки кажутся утолщенными из-за того, что они покрыты белком. Это позволяет различить одиночные и двойные цепи под микроскопом. После отжига раствора РНК и ДНК под электронным микроскопом выявляются образовавшиеся гетеродуплексы, что позволяет картировать гены, кодирующие эти РНК. Следует отметить, что очень короткие РНК, такие, как тРНК, образуют слишком короткие гетеродуплексы, чтобы их можно было увидеть под электронным микроскопом. В этих случаях для визуализации места связывания с ДНК к молекулам тРНК присоединяют электронномикроскопический маркер (например, электроноплотный белок ферритин или шарик из полистиролового латекса). [c.165]

Бактериофаг фХ174 демонстрирует пример удивительной экономии в использовании ограниченных возможностей кодирования. Он образует только одну мРНК. Однако один особый участок ДНК кодирует четыре совершенно разных белка, гены которых перекрываются, как изображено на рис. 5-37. [c.40]

Другим интересным примером использования рибосом для защиты нуклеиновой кислоты от ферментативного гидролиза могут служить опыты с одноцепочечной ДНК бактериофага ФХ174 [121]. В этом случае рибосомы защищали последовательность нуклеотидов, в состав которой входил инициаторный кодон ATG. Этот кодон и следующие за ним семь других кодонов соответствовали известной N-концевой ам1и-нокислотной последовательности детерминируемого геном G белка шипов этого бактериофага. [c.244]

Совершенно другой подход использовали Г. Стрейзингер, А. Цугита и их сотрудники. Их опыты также подтвердили предположение, что трансляция мРИК происходит со стороны 5 -конца в направлении З -конца полинуклеотидной цепи. В этой работе было исследовано влияние мутаций сдвига фазы считывания в гене лизоцима бактериофага Т4 на первичную структуру белка лизоцима. Как следует из работы Крика и Бреннера по изучению общей природы генетического кода (гл. XIII), мутации сдвига фазы считывания возникают в результате включения или выпадения одного нуклеотида в ДНК и, следовательно, приводят к тому, что, начиная с мутировавшего сайта, вся информация считывается неправильно. [c.445]

Перекрывание нуклеотидных последовательностей различных генов [12]. Показан сегмент 833—855 генома бактериофага (рХ174. В этом геноме последовательность 850—963 кодирует белок /, последовательность 392—847 кодируют белок D и по- едовательность 570—842 — белок Е. Таким образом, нуклеотидная последовательность. Кодирующая белок Е, полностью входит в область, кодирующую белок D, однако считывается в другой системе (строки 2 и 3). Кроме того, конец кодона D перекрывает начало кодона белка / в положении 850. [c.19]

В 1964 г. С. Бреннер и его сотрудники получили прямые доводы в пользу такого объяснения природы а/п-фенотипа, а также доказали более общее положение, что бессмысленные кодоны прерывают процесс сборки полипептида. Помимо этого, в их работе независимо от опытов, описанных в гл. XIV, была еще раз продемонстрирована коллинеарность последовательности нуклеотидов в ДНК с последовательностью аминокислот в белке. В работе группы Бреннера использовался набор из 10 атЬег-щтгтоъ бактериофага Т4, содержащих мутации в гене 23 (см. карту на фиг. 154), который определяет первичную структуру белка головки бактериофага. С помощью генетических скрещиваний, подобных описанным в гл. XIII, была построена карта, устанавливающая относительное расположение этих мутаций внутри гена (фиг. 224). [c.453]

Принято использовать понятие репликон , предложенное в 1463 г. Ф. Жакобом, С. Бреннером и Ф. Кьюзеном для обозначения генетической единицы репликации, т. е. сегмента ДНК, который автономно воспроизводится (реплицируется) а процессе клеточного роста и деления. Каждый репликон должен иметь систему управления собственной репликацией. Хромосома Ё. oli, плазмиды, ДНК бактериофагов представляют собой репликоны разной сложности, способные к автономной репликации tf клетке и имеющие систему инициации. Репликон может содержать в себе гены, кодирующие синтез всех белков, необходимых для репликации (хромосома Е. oli), части таких белков (некоторые сравнительно крупные бактериофаги) или использовать для своей репликации практически только чужие белки (мелкие фаги М13 или G-4, содержащие однонитевые циклические ДНК). [c.407]

Дифтерийный токсин. Это белок с молекулярной массой около 60000 дальтон. Он секретируется клетками oryneba terium diphtheriae, содержащими геном лизогенного бактериофага Р белок есть продукт фагового, а не собственно бактериального, генома. Молекула белка представляет собой одну ковалентно-непрерывную полипептидную цепь, организованную по крайней мере в два, довольно [c.214]

Пташке надеялся, что в этих условиях значительная часть остаточного синтеза белка будет приходиться на образование продукта гена с1 супер-инфицирующими бактериофагами, так как синтез белков клетки-хозяина был подавлен предварительной обработкой, а синтез большинства вегетативных белков фага не мог происходить из-за присутствия эндогенного иммунитетного репрессора. Действительно, после экстракции и хроматографического фракционирования радиоактивных белков из таких клеток оказалось, что одну из фракций можно идентифицировать как продукт гена с1. Эта фракция обнаруживалась, только если бактерии заражали бактериофагами Яс1+, содержащими нормальный ген репрессора, и отсутствовала при заражении атйег-мутантами по гену с1. Определение скорости седиментации этой белковой фракции в градиенте плотности сахарозы показало, что ее молекулярная масса соответствует длине полипептидной цепи примерно в 200 аминокислот, т. е. близка к молекулярной массе одной из четырех субъединиц, составляющих /ас-репрессор. [c.492]

Для рекомбинации между молекулами ДНК, которые характеризуются низким уровнем или даже полным отсутствием гомологии, используются механизмы, совершенно отличные от механизмов общей рекомбинации. С сайт-специфической рекомбинацией мы уже встречались на примере интеграции профагов (гл. 7), а с незаконной рекомбинацией-при знакомстве с подвижными генетическими элементами (гл. 8). У Е. соН протекание как сайт-специфической, так и незаконной рекомбинации не зависит от генов гесА, гесВ или гесС. Различия между этими двумя типами рекомбинации выражены не очень четко и связаны со степенью сходства нуклеотидных последовательностей, участвующих в рекомбинации. В случае умеренных бактериофагов типа X участки attP и att характеризуются очень высокой специфичностью в отношении связывания специализированных белков, направляющих рекомбинацию, которые кодируются фаговыми генами int и xis. Поэтому интеграция профага практически всегда происходит в участке att , локализованном в хромосоме Е. соИ между генами gal и Ыо. Однако при делеции сайта attB интеграция профага все же происходит с заметной, хотя и значительно более низкой частотой, в целый ряд других участков на хромосоме Е. соН. Подвижные генетические элементы характеризуются существенными различиями в уровне специфичности при выборе мишени для транспозиции. [c.152]

Для сравнения приведем здесь оценки масштаба генетической карты у других организмов. У бактериофага Т , но Бензеру, 1 единица рекомбинации соответствует 250 парам нуклеотидов, у Drosophila, по Понтекорво, — 3 -10 пар нуклеотидов. Зная масштаб генетической карты, можно определить физический размер одного цистрона и оценить кодовое число. Мы видели выше (стр. 333), что размеры цистрона фосфатазы составляют примерно 0,3 единицы вероятности рекомбинации (по расстояниям на генной карте между крайними из изученных мутантов).Это соответствует 1500 парам нуклеотидных звеньев. Молекулярный вес цистрона Р составляет 1500 330 2 = 10 . Белок фосфатаза имеет молекулярный вес 80 ООО, т. е. состоит примерно из 800 аминокислотных звеньев, но опыт показывает, что в макромолекуле этого белка имеется 2 одинаковые структурные единицы. Следовательно, кодированы 400 аминокислотных звеньев белка С помощью 1500 нуклеотидных звеньев нуклеиновой кислоты. [c.340]

Рис. 5-72. Хромосома бактериофага Т4. на которой обозначены больше 30 генов, участвующих в репликапии его ДНК. Геном бактериофага Т4 насчитывает свыше 160000 пар иуклеотвдов, кодирующих более 200 различных белков, в том числе и белков, участвующих в репликации ДНК (некоторые из них здесь отмечены) Среди остальных белков много таких, которые участвуют в сборке головки и хвостового отростка (см. рис. 5-

Почти все, что мы знаем о репликации ДНК, удалось выяснить в опытах с очищенными мультиферментными системами бактерий и бактериофагов, способными осуществлять репликацию ДНК in vitro. Получение таких систем в 1970-х годах заметно облегчилось после гого, как удалось выделить мутанты по целому ряду различных генов, ответственных за репликацию, которые можно было использовать для идентификации и очистки соответствующих белков (рис. 5-54). [c.299]

Смотреть страницы где упоминается термин Бактериофаг Т белок гена: [c.485] [c.107] [c.308] [c.200] [c.242] [c.244] [c.253] [c.123] [c.107] [c.308] [c.115] [c.116] [c.221] [c.231] [c.362] [c.232] [c.399] [c.952] [c.319] [c.7] [c.451] [c.455] [c.493] [c.319] [c.311] [c.316]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология