Мутации миссенс-мутации

В. Неприемлемые миссенс-мутации. Неприемлемые миссенс-мутации (рис. 40.5, внизу) приводят к образованию полностью нефункционального гемоглобина. Например, мутация в гене гемоглобина М приводит к тому, что ион Fe входящий в состав гема, окисляется до Fe + и гемоглобин переходит в мет-форму. Метгемоглобин не способен переносить кислород (см. гл. 6). [c.100]

А. Приемлемые миссенс-мутации. Примером приемлемых миссенс-мутаций в структурном гене - [c.99]

Наиболее просто устроены РНК-содержащие бактериофаги R 17, f 2, Q и др. Их генетический материал представлен одноцепочечной молекулой РНК. У этих бактериофагов, а также у одноцепочечных ДНК-содержащих фагов было обнаружено перекрывание генов. Эти факты рассматривались в гл. 15. Само перекрывание генов накладывает определенные ограничения на их изменчивость, поскольку одна и та же мутация может оказаться в пределах двух структурных генов и таким образом повреждать две функции. Именно это и было обнаружено при изучении нонсенс-мутанта по гену, кодирующему белок лизиса у бактериофага f 2. Та же мутация привела и к нарушению синтеза репликазы этого фага. Для структурного гена репликазы та же мутация приводила к появлению не нонсенс-аллели, а миссенс-аллели, поскольку перекрывающиеся гены транслируются в разных фазах со сдвигом считывания на один нуклеотид. [c.478]

Оценки изменчивости кажутся еще более удивительными и даже поразительными, если представить, что большинство замещений аминокислот не связано с изменением заряда. На основании приведенной классификации аминокислот нетрудно показать, что из 380 возможных замещений 130 (или 36%) изменяют суммарный заряд белковой молекулы. Если учитывать только замещения одного основания в ДНК, то из 399 возможных одноступенчатых миссенс -мутаций, не приводящих к избыточности кода, 128 (или 32%) сопровождаются изменением заряда. Эти значения, однако, взяты без учета различий белков по аминокислотному составу. Хотя эмпирические формулы различных белков существенно отличаются друг от друга, после коррекции на аминокислотный состав доля замещений, которые приводят к изменениям заряда, будет равна 26—28%- Но эти расчеты имеют сомнительную ценность, потому что на прак- [c.122]

Мутация 3 - точковая миссенс-мутация, затрагивающая нуклеотид 2,6 т. п. н. Эта мутация устранила сайт разрезания ДНК ферментом Есо R. [c.25]

Указанная замена аминокислоты может быть результатом трех различных миссенс-мутаций. Используя таблицу генетического кода, определите возможные изменения в некодирующей нити ДНК у организма дикого типа, которые могут привести к замене Met на Не. Рассмотрите случай, когда изменения происходят только на уровне одного кодона. Результаты оформите в виде таблицы (см. образец табл. 32). [c.58]

На генном уровне изменения первичной структуры ДНК под действием мутаций менее значительны, чем при хромосомных мутациях, однако, генные мутации встречаются более часто. В результате генных мутаций происходят замены, делеции и вставки одного или нескольких нуклеотидов, транслокации, дупликации и инверсии различных частей гена. В том случае, когда под действием мутации изменяется лишь один нуклеотид, говорят о точковых мутациях. Поскольку в состав ДНК входят азотистые основания только двух типов - пурины и пиримидины, все точковые мутации с заменой оснований разделяют на два класса транзиции (замена пурина на пурин или пиримидина на пиримидин) и трансверсии (замена пурина на пиримидин или наоборот). Из-за вырожденности генетического кода могут быть три генетических последствия точковых мутаций сохранение смысла кодона (синонимическая замена нуклеотида), изменение смысла кодона, приводящее к замене аминокислоты в соответствующем месте полипептидной цепи (миссенс-мутация) или образование бессмысленного кодона с преждевременной терминацией (нон- [c.277]

Серповидно-клеточная Миссенс-мутация гена р-цепи гемоглобина Снижение растворимости гемоглобина и сродства к кислороду [c.332]

А. Как вы считаете, в чем причина того, что на концах гена миссенс-мутаций возникает гораздо больше, чем в его середине Почему мутации со сдвигом рамки распределены по гену более или менее равномерно (за исключением одного или двух горячих мест ) [c.19]

А. Равномерное распределение мутаций со сдвигом рамки указывает на то, что УФ-повреждение распределяется по всему гену, поскольку мутация со сдвигом рамки, произошедшая в любом месте гена, обнаруживается с помощью метода слияния генов (которое не зависит от репрессорной функции). Если УФ-повреждение распределяется равномерно, то неслучайное распределение миссенс-мутаций в /ас/-гене должно отражать функциональную важность концов 1ас-белка. Большинство мутаций на концах гена приводят к образованию нефункционального белка это дает возможность выявить мутантов. Однако некоторые изменения в средней области гена, которая менее важна для функции белка, могут не влиять на образование функционально активного белка. Эти молчащие мутации невозможно выявить по критерию утраты функции. [c.289]

Аттенуация и иммуногенность is-мутантов вируса гриппа А и вируса RS были определены в исследованиях на экспериментальных животных, а затем на людях. Сначала вирус дикого типа выращивали в присутствии мутагена (5-фторурацила), который индуцирует миссенс-мутации, а затем искомые мутанты идентифицировали по их /5-фенотипу. Отбирали is-мутанты, поскольку считали, что is-дефекты будут ограничивать репликацию при более высокой (37 °С) температуре в нижних дыхательных путях и не будут мешать размножению при более низкой (28—32 °С) температуре в верхних дыхательных путях. При экспериментальных исследованиях на животных мутанты обоих вирусов хорошо размножались в носовой полости, но в легких их размножение было ограничено. [c.170]

Миссенс-мутация (Missense mutation) Мутация, в результате которой кодон, кодирующий какую-либо аминокислоту, изменяется с образованием кодона, кодирующего другую аминокислоту. [c.553]

МУТАЦИЯ, наследуемое изменение генотипа. Различают точечные М. и крупные перестройки ДНК. К точечным относятся замены одиночных пар оснований ДНК (транзи-ции — замены одного пурина на другой и одного пиримидина на другой, трансверсии — замены пурина на пиримидин и наоборот) и выпадения или вставки одиночных нуклеотидных пар ДНК (мутации со сдвигом рамки считывания). Замена пары оснований может приводить к изменению кодона и послед, замене аминокислоты в кодируемом белке (миссенс-мутация) или же к образованию бессмысленного кодона и прекращению трансляции данной матричной РНК (нонсенс-мутация). К крупным перестройкам ДНК относятся делении (выпадения), дупликации (удвоения), инверсии (повороты на 180°), транслокации (перемещения) участков ДНК, а также инсерции (встраивания) новых сегментов ДНК. Иногда к М. относят изменения числа хромосом в клетке (геномная М.). Различают спонтанные М., возникающие с частотой 10 —10 (отношение числа мутировавших нуклеотидных звеньев к общему числу мономерных звеньев ДНК), и индуцированные, частота к-рых может пре-вьипат . 10 М. могут быть индуцированы хим. (дезаминирующие, алкилирующие и др. реагенты), физ. (ионизирующие излучения) и биол. мигрирующие генетические элементы) мутагенными факторами. Частота и специфичность возникновения спонтанных и индуцированных М. находятся под генетич. контролем. [c.356]

Как показал анализ мутаций, роль этих кодонов in vivo отличается от роли всех остальных кодонов. Точковую мутацию, которая приводит к изменению триплета на кодон для другой аминокислоты, называют миссенс-мутацией. Влияние такой мутации на белок зависит от природы аминокислотной замены. [c.61]

Мутации типа нонсенс и миссенс впервые удалось разграничить благодаря генетическому тесту, использованному Бензером и Чеймпом (Benzer, hampe) в 1961 г. Существует вариант фага Т4, у которого делегирован промежуток между цистронами гПА и гПВ. В результате оба цистрона соединились воедино, и вместо двух отдельных белков синтезируется один слившийся белок. У этого белка сохраняется активность белка В, несмотря на соединение двух полипептидов. На рис. 4.7 показано, как можно различать нонсенс- и миссенс-мутации в гПА-области. Для этого нужно сконструировать двойной мутант, который кроме исследуемой мутации несет делецию, соединяющую цистроны А и В. Если в г//Л-области возникла миссенс-мутация, то активность г//В-цистрона не будет нарушена. Но если возникнет нонсенс- мутация, синтез белка остановится и полипептид В не синтезируется. [c.61]

Рис. 4.7. Использование делеции г1589 у фага Т4 позволяет различить нонсенс- и миссенс-мутации.

Миссенс-мутации, изменяющие смысл кодона, приводят к замене одной аминокислоты на другую, не способную функционировать в белке вместо исходной. Формально любая замена аминокислоты в белке является миссенс-мутацией, но на практике мутации обнаруживаются только в том случае, если они приводят к образованию неактивного белка. Эти мутации супрессируются в результате включения или исходной, или какой-либо другой аминокислоты, не нарушающей функционирования белка. На рис. 7.12 показано, что это осуществляется таким же образом, как и супрессия нонсенс-кодонов. В результате мутации в антикодоне какой-либо тРНК, несущей подходящую аминокислоту, тРНК становится способной узнавать мутантный кодон. Таким образом, суть миссенс-супрессии заключается в изменении смысла кодона. [c.99]

Все рассмотренные случаи супрессии были исследованы на примере Е. соИ. У других бактерий (преимущественно у S. typhimurium) также были выделены похожие мутанты, и это свидетельствует о сходстве ситуаций во всех изученных случаях. Значительно меньше известно о распространенности и возможности супрессии нонсенс-и миссенс-мутаций у эукариот. Супрессоры охра- и ам-бер-мутаций, включающие тирозин, серин или лейцин, были выделены у дрожжей, причем каждый супрессор узнает только свой кодон. Возможно, это достигается благодаря использованию модифицированных оснований в антикодонах охра-супрессоров. [c.100]

СТО оказываются миссенс-мутациями (мутациями с изменением смысла), в которых последовательность кодирующего триплета оснований после замены кодирует уже другую аминокислоту. Вследствие вырожденности генетического кода аминокислота, кодируемая мутантным геном, часто оказывается сходной с той, которая кодировалась родительским триплетом, в результате чего формируется фенотип ( leaky ) лищь с частично нарушенной функцией (определяемой обычно белком). Такие штаммы имеют тенденцию спонтанно ревертировать к родительскому типу, проявляя таким образом генетическую нестабильность и частичную физиологическую неполноценность. Значительная часть мутаций с заменой оснований представляет собой нонсенс-мутации (бессмысленные мутации), характеризующиеся тем, что кодирующий какую-либо аминокислоту триплет превращается в триплет, не кодирующий никакой аминокислоты. В этом случае синтез соответствующего белка прерывается на измененном триплете, а образующийся незавершенный фрагмент белковой молекулы, как правило, не способен выполнять предназначенной исходному белку функции. Поэтому нонсенс-мутации фенотипически выражены, а способность ревертировать у них сохраняется. Мутации со сдвигом рамки возникают в случае вставки или делеции одного или нескольких оснований в молекулу ДНК- При этом происходит сдвиг рамки при считывании закодированной информации и как следствие — изменение последовательности аминокислот в белке мутантного штамма. [c.10]

Фотохимические повреждения могут реализоваться в мутационные изменения генома (миссенс-мутации, нонсенс-мутации, мутации сдвига рамки, супрессорные мутации) за счет возникновения ошибок в ходе следующих основных процессов заполнения бреши ДНК при эксцизионной репарации заполнения бреши ДНК при пострепликационной рекомбинации перескока ДНК-полимеразы через неэлиминированное повреждение при репликации. [c.310]

А. Приемлемые миссенс-мутации. Примером при- трофоретической подвижности гемоглобина эритро-емлемых миссенс-мутаций в структурном гене Р- цитов практически здоровых людей. У представите- [c.99]

Рис. 40.5. Примеры трех типов миссенс-мутаций, ведущих к появлению аномальных -цепей гемоглобина. На рисунке указаны аминокислотные замены и возможные замены в соответствующих кодонах. У гемоглобина Хикари -цепь обладает практически нормальными физиологическими функциями при измененной электрофоретической подвижности. Функция гемоглобина S в результате мутации в -цепи частично утрачена он может связывать кислород, но при деоксигенации выпадает в осадок. В гемоглобине М Бостон в результате мутации в а-цепи ион железа II, входящий в состав гема, окисляется до железа III, что полностью исключает связывание кислорода.

Б. Частично приемлемые миссенс-мутации. Частично приемлемые миссенс-мутации лучше всего проиллюстрировать на примере ссрповидноклеточ-ного гемоглобина S (рис. 40.5, середина). Миссенс-мутация в 6-м кодоне -цепи гемоглобина приводит к замене глу таминовой кислоты на валин (вместо кодонов GAA или GAG образуются кодоны GUA или GUG). Такая замена мешает нормальному функционированию гемоглобина и в гомозиготном состоянии приводит к серповидноклеточной анемии. Замену глутамина на валин можно расценивать как частично приемлемую, поскольку измененный гемоглобин хотя и аномально, но связывает и высвобождает кислород. [c.100]

Даже замена одной аминокислоты на другую в результате так называемых миссенс-мутаций, сильно нарушает стабильность белков. Применение иммунологических методов показало, что около половины таких мутаций, полученных в гистидиновом опероне. S. typhimurium, приводят к деградации мутантных ферментов. Оказалось также, что у многих температурно-чувствительных мутантов утрата функции при повышении температуры связана с протеолизом измененных белков. [c.52]

Почему фреймшифт мутации чаще, чем миссенс мутации, приводя к утрате белком своей функции [c.56]

Вероятно, на самом деле последствия таких мутационных замен аминокислот могут быть более значительными. Начнем с того, что внимание исследователей, изучающих свойства мутантных ферментов, как правило, целиком направлено на изучение влияния мутаций на его основную активность. При этом не учитывается возможность появления новой ферментативной активности, которая остается незамеченной просто потому, что исходно неизвестно, появления какой активности следует ожидать. А между тем при ближайшем рассмотрении такие последствия почти любой миссенс-мутации (точковой мутации, которая приводит к замене одного осмысленного кодона на другой) в структурной части гена, кодирующего полипептидную цепь, кажутся весьма вероятными. Действительно, в природе, по-видимому, не существует ферментов с абсолютной субстратной специфичностью, и полифункциональность является изначальным и фундаментальным свойством сложных полипептидов. Какой бы узкой ни была субстратная специфичность ферментов по отношению к природным субстратам, для них всегда можно синтезировать искусственные субстраты, расширяющие их субстратную специфичность. Полифункциональность описана для многих природных белков. Например, кристаллины (одни из основных белков хрусталика глаза позвоночных) у млекопитающих являются одновременно малым белком теплового шока неизвестной функ- [c.447]

Миссенс-мутации возникают в результате замены оснований в вирусном геноме и отражаются в замене аминокислот в соответствующем участке кодируемого вирусного белка. Часто мутации этого типа можно идентифицировать прямо по наблюдаемым изменениям пораженного белка или косвенно — по изменениям сложной вирусной функции, связанной с измененным белком. Детально исследованы два типа миссенс-мутантов с легко определяемыми фенотипами, причем их проверяли на вирулентность и на потенциальную пригодность для получения аттенуированных мутантов, которые можно было бы использовать в качестве живых вирусных вакцин. К lПepвo y типу от- [c.169]

НОСЯТСЯ условно-летальные, температурочувствительные мутанты (is-мутанты), эффективно реплицирующиеся в нижних пределах нормальных температурных границ, но ограниченные в росте при высокой температуре [121]. Второй тип — холодоадаптированные (са-мутанты), эффективно реплицирующиеся при субнормальных температурах [96]. При отборе встречающихся в природе ш-мутаций обычно отбираются и /s-мутации. Следует подчеркнуть, что процедуры, применяемые обычно для индукции или отбора ts- или са-мутаций, как правило, приводят и к другим миссенс-мутациям, которые не имеют ts- или са-фено-типа [30]. [c.170]

Большие надежды подают са-мутанты, поскольку мутантный фенотип во время репликации in vitro более стабилен [199]. Первоначально вирус — донор ш-признака был получен путем адаптации вируса гриппа А к росту при 25 С — субоптималь-ной температуре для вируса дикого типа [96]. Это было достигнуто серией пассажей с последовательным понижением температуры (от 35 до 25 С) в первичной культуре почек куриного эмбриона. Отобранный таким образом са-мутант был также и /s-мутантом. Гены вируса—донора са-признака были затем перенесены нескольким новым антигенным вариантам вируса гриппа А. Полученные при этом реассортанты проявляли са- и /s-фенотипы аттенуированного донора [30, 96], Б клинических испытаниях реассортанты, получившие все шесть генов неповерхностных антигенов ( переносимые гены) от вируса — донора ш-признака, были удовлетворительно аттенуированными и иммуногенными для восприимчивых лиц [121]. Во время заражения восприимчивых добровольцев эти реассортанты сохра-няли свои са- и /s-фенотипы [121, 199]. Однако у двух реассор-тантов, которые получили от вируса — донора са-признака только пять из шести переносимых генов, наблюдалась нестабильность ш-фенотипа [123]. Детальный анализ вируса-донора указывает, что во время пассажей при низкой температуре в культуре почек куриного эмбриона каждый из шести переносимых генов подвергся по крайней мере одной миссенс-мутации [30]. Эти множественные мутации могут объяснить, почему во время репликации in vivo ш-реассортанты реже теряют свой аттенуированный фенотип (са- и /s-), чем /s-реассортанты, которые имеют определяемые миссенс-мутации только в двух из шести переносимых генов. Все мутации, которые были определены в са-реассортантах, так же как и другие мутации, которые не проявляются, могут быть нужны для того, чтобы во время инфицирования полностью восприимчивого индивидуума свести к минимуму потерю аттенуированного фенотипа. [c.171]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология