Сплайсинг белковый

Огромное значение для молекулярной биологии последнего десятилетия имеет развитие генетической инженерии (возникшей в 1972—1973 гг. П. Берг, П. Лобан, С. Коэн и Г. Бойер) и методов работы с рекомбинантными ДНК в сочетании с методами химического синтеза крупных фрагментов ДНК. В результате сделались доступными для исследования индивидуальные гены и регуляторные генетические элементы, было стимулировано изучение ферментов биосинтеза и обмена нуклеиновых кислот. Благодаря этому после 1977 г. были обнаружены мозаичное (экзон-интронное) строение генов, явление сплайсинга и ферментативной активности у РНК, усилители ( энхансеры ) экспрессии генов, многие регуляторные белки, онкогены и онкобелки, мобильные генетические элементы. Возникла белковая инженерия, которая позволяет получать новые, не существующие в природе белки. Молекулярная биология начала оказывать существенное влияние на развитие биотехнологии, медицины и сельского хозяйства. [c.9]

Для полного понимания молекулярных механизмов сложного процесса биогенеза мРНК предстоит решить множество вопросов. В частности, необходимо вьщелить в чистом виде и охарактеризовать белковые факторы, принимающие участие в этой регуляторной системе. Далее следует раскрыть механизмы узнавания промотора, терминации и антитерминации, избирательного метилирования, а также тонкие молекулярные механизмы регуляции сплайсинга. Решение указанных проблем будет, несомненно, способствовать лучшему пониманию сущности механизмов регуляции экспрессии генов эукариотических клеток в норме и при патологии. [c.493]

Интенсивное изучение биологических катализаторов дало возможность составить целостное представление об этих, по сути, наиболее важньгх структурах живой материй. В частности, было установлено, что все ферменты являются макромолекулами белковой природы. (Каталитическая активность специфичных полинуклеотидов, принимающих участие в сплайсинге РНК, является исключением, подтверждающим общее правило.) Первостепенное значение для функций ферментов имеет первичная структура, определяющая тип катализируемых реакций. Гидролиз пептидных связей трипсином или пепсином необратимо инактивирует ферменты. Для проявления каталитического действия большое значение имеет также нативность высших белковых структур (гл. 3). Обратимая денатурация является фактором подавления или восстановления ферментативной активности. Физико-химические свойства ферментов соответствуют таковым для белков, причем заряд играет существенное значение для каталитического акта. Молекулярные массы ферментов лежат в пределах от 10 до 1000 kDa и более, т. е. в большинстве случаев фермент по размерам гораздо больше, чем субстрат. [c.61]

Для изучения сплайсинга РНК-предшественников аденовируса были использованы ядерные экстракты из клеток HeLa. В одной из таких систем, требующей присутствия ионов Mg и АТР, сплайсинг стимулируется неочищенным белковым экстрактом, активный компонент которого при очистке выделяется в виде небольших рибонуклеопротеиновых частиц. Способность этой системы функционировать с очищенным РНК-предшествен-ником указывает на то, что осуществление сплайсинга не требует одновременного осуществления транскрипции. [c.330]

Активность систем сплайсинга in vitro специфически ингибируется антителами к белковым компонентам U1 мяРНП. Другие данные указывают на то, что удаление 5 -концевых нуклеотидов U1 мяРНК нарушает протекание сплайсинга in vitro. Поскольку наши представления, основанные на использовании этих двух систем, носят предположительный характер, мы многого ожидаем от получения систем, сплайсинг в которых полностью зависит от добавления U1 РНП, что послужило бы подтверждением его участия в сплайсинге и позволило бы исследовать механизм его действия. [c.331]

Одновременный синтез IgM и IgD зрелыми В-лимфо-цитами-это исключение из правила, согласно которому одна клетка синтезирует только один тип иммуноглобулина. л- и 6-иммуноглобулины различаются константными областями тяжелой цепи, но идентичны в остальных участках белковой молекулы. По-видимому, совместная экспрессия двух Сн-генов является результатом альтернативного процессинга РНК. Константная область 6 расположена близко от ц-гена если транскрипция продолжается в эту область, VDJ-экзон может сплайсироваться с экзонами 6-гена. Это напоминает ситуацию с экспрессией поздних генов аденовируса (рис. 20.20). Образование разных полиаденилирюванных концов в ядерной РНК контролирует выбор кодирующих областей для сплайсинга с начальным экзоном. (Известен только один случай, когда выбор участков полиаденилирования недостаточен. Переключение от 6 к 6 может происходить только путем прямого выбора различных сайтов сплайсинга.) [c.515]

Синтезом полноценного полипептида в результате трансляции кодирующей его мРНК рибосомами обычно завершается процесс передачи генетической информации от генов к белкам как у бактерий, так и у высших организмов. Однако в большинстве случаев при синтезе конечного белкового продукта эукариотическими клетками производятся различные его модификации, в результате которых полипептид и приобретает требуемые свойства. Особой посттрансляционной модификацией является сплайсинг белков, механизм которого будет рассмотрен во второй части книги (раздел 1.3.2). [c.35]

Регуляторные части генов, а также продукты их экспрессии, мРНК и белки, распознаются соответствующими ферментными системами организма и обеспечивают упорядоченную экспрессию структурной части гена. При этом регуляторные участки генов и промежуточных продуктов их экспрессии, как правило, высокоспецифичны в отношении своих природных генетических эффекторов (РНК-полимераз, рибосом, факторов транскрипции и трансляции, белковых факторов сплайсинга, ферментов, осуществляющих посттрансляционные модификации полипептидов, и т.п.), и чаще всего они не могут эффективно функционировать в гетерологичном генетическом окружении. Очевидно, что при конструировании высокоэффективных экспрессирующих векторов необходимо, прежде всего, учитывать особенности структуры регуляторной части рекомбинантного гена, исходя из того, в каких генетических условиях клонированный ген будет экспрессироваться. Однако не только регуляторные последовательности генов являются препятствием для высокоэффективной экспрессии чужеродных рекомбинантных генов. Как уже было отмечено, структурные части генов про- и эукариот фундаментально отличаются друг от друга по наличию у последних внутри генов интронов. Следовательно, гены эукариот не могут эффективно экспрессироваться в бактериальных клетках, поскольку у прокариот отсутствуют соответствующие системы сплайсинга. Кроме того, у предшественников эукариотических мРНК не может осуществиться в бактериальных клетках и правильный процессинг 3 - и 5 -концевых некодирующих последовательностей. Даже такой [c.106]

Полипептидную цепь интеина можно разделить на две части, N-концевую (1 ) и С-концевую (1 ), которые сами по себе не обладают способностью осуществлять белковый сплайсинг, но после нековалентного объединения активируются [c.315]

В заключение этого раздела следует упомянуть о возможности использования транс-сплайсинга белков для исследования белок-белковых взаимодействий в цитозоле прокариотических и эукариотических клеток [72, 73]. При таком подходе получают гибридные рекомбинантные белки путем слияния половинок зеленого флуоресцирующего белка (GFP) или люциферазы с двумя фрагментами расщепленного интеина. Другой конец одного из фрагментов интеина соединяют с белком-рецептором (приманкой), как это делается в классических системах дигибридного скрещивания у дрожжей, а у другого фрагмента - с большим количеством потенциальных белков-лигандов. В том случае, если между рецептором и лигандом происходит взаимодействие, два фрагмента интеинов объединяются друг с другом (см. выше, рис. 41) и осуществляют транс-сплайсинг, завершающийся образованием полноценного флуоресцирующего белка или люциферазы, что легко обнаруживается по изменению уровня флуоресценции инкубационной смеси. [c.316]

Явление сплайсинга существует и у оелкос (см. обзор Belfort et al., 1995). В процессе белкового сплайсинга из полипеп-тидных цепочек удаляются нефункциональные олигопептидные вставки (интеины). [c.36]

I (разд. 8.2), II (разд. 8.3) и III (разд. 8.4) свойства соответствующих РНК-полимераз механизмы регуляции транскрипции указанных генов. Затем мы рассмотрим процессинг первичных РНК-транскрип-тов, в частности сплайсинг, с образованием зрелых мРНК. рРНК и тРНК (разд. 8.5). В разд. 8.6 мы остановимся на некоторых элементах последовательностей, которые помогают белковым факторам транскрипции узнавать специфические последова- [c.24]

Хлоропластные интроны, по-видимому, аналогичны или интронам группы I, или интронам группы II (разд. 8.5. в). Можно предположить, что при сплайсинге используются сходные механизмы. В большинстве хлоропластных интронов протяженные открытые рамки считывания отсутствуют. Впрочем, такая рамка длиной 509 кодонов обнаружена в интроне гена лизиновой тРНК в хлоропластах табака и в интроне гена 23S-pPHK у С. reinhardii. В соответствующих белковых продуктах имеются участки, гомологичные участкам матураз, кодируемым митохондриальными интронами дрожжей. Таким образом, интроны как хлоропластных, так и митохондриальных ДНК могут содержать функциональные сегменты. [c.225]

Процесс удаления интронов называется сплайсингом РНК. Сплайсинг чрезвычайно точен, он редко разрезает РНК в неправильном месте. Сейчас известно, что для обозначения границ интронов существует сигнальная последовательность, узнаваемая особым ферментным комплексом (сплайсосомой). Некоторые интроны являются рибозимами (РНК-фермента-ми), способными к самосплайсингу. Возможно, это реликты мира РНК , существовавшего много миллиардов лет назад. Часто сплайсосомы состоят из РНК и белка. Отметим один очень важный момент места сшивок (разрезаний), которые закодированы в ДНК-последовательности, разрезаются сплайсо-сомами, действующими на одноцепочечные последовательности РНК, только после транскрипции. Двухцепочечная ДНК генома никогда не разрезается в этих местах. Все гены, представленные одной копией (рис, 4.4), кодируют белки, необходимые для выполнения функций домашнего хозяйства клетки или многоклеточного организма. Именно эти гены являются предметом решения жизнь или смерть при дарвиновском отборе. Например, гены, кодирующие белковые субъединицы молекулы гемоглобина (которая переносит кислород от легких ко всем органам тела), представлены одной копией. Поврежденные молекулы, появившиеся в результате мутаций, обычно неэффективно переносят кислород и, следовательно, приводят к гибели организма или снижают его жизнеспособность. [c.103]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология