ДНК кодируют более одного белка

Некоторые белки состоят более чем из одной субъединицы. Их называют мультимерными. Если субъединицы белка одинаковы, то белок-гомомультимер, детерминируемый одним геном. Если же субъединицы белка различны, то белок называют гетеромультимером. Гемоглобин служит примером белка, состоящего более чем из одного типа полипептидных субъединиц. Группа гема связана с двумя а-субъединицами и двумя р-субъединица-ми. Каждый тип субъединиц-иная полипептидная цепь и продукт другого гена. Таким образом, функция гемоглобина может быть подавлена мутацией в любом из генов, кодирующих либо а-, либо Р-субъединицу. В связи с этими данными гипотеза один ген-один фермент была сформулирована в более общем виде, применительно к любому гетеромультимерному белку. Теперь она получила более точное выражение один ген-одна полипептидная цепь . [c.18]

Рис. 29-25. Схематическое изображение la -one-рона. Три структурных /ас-гена z, у и а расположены рядом. Перед ними находятся два регуляторных участка-р (промотор) и о (оператор). Рисунок дан не в масштабе участки р и о очень малы по сравнению с генами. Регуляторный ген i кодирует белок-репрессор. Этот белок имеет два центра связывания один для оператора, другой для индуктора. Активная форма белка-репрессора может присоединяться к оператору, препятствуя тем самым связыванию РНК-полимеразы и последующей транскрипции структурных генов z, у и а. В этих условиях Р-галактозидаза и два других белка клетками не синтезируются. Однако, если в среде вместо глюкозы присутствует лактоза, индуктор соединяется с репрессором, переводя его в неактивное состояние, в котором тот не способен взаимодействовать с оператором. В этом случае РНК-полимераза может связаться с промотором, пройти через зону оператора и начать транскрибировать три структурных гена с образованием полигенной мРНК, которая кодирует синтез трех ia -белков в рибосомах. Более детально функция промотора рассмотрена на рис. 29-27. Лактоза сама по себе не служит индуктором ас-оперона эту функцию выполняет ее изомер аллолактоза, образующаяся из лактозы.

Сравнивая характерные особенности вариабельной и константной областей, мы сталкиваемся с центральной дилеммой структуры иммуноглобулиновых генов. Каким образом геном кодирует белки, у которых вариабельные области имеют более 1000 возможных последовательностей, тогда как константные области той же самой молекулы состоят менее чем из 10 последовательностей Оказывается, что число кодирующих последовательностей для каждой области отражает степень ее вариабельности. Существует множество генов, кодирующих V-рай-опы, и только несколько генов кодируют С-районы. В данном случае под словом ген понимают последовательность ДНК, кодирующую отдельный участок целого иммуноглобулинового пептида (тяжелой или легкой цепи). Таким образом, V-гены кодируют вариабельные, а С-гены-константные области молекулы, хотя ни один из этих генов не экспрессируется как независимая самостоятельная единица. Для образования генной единицы, которая могла бы функционировать, продуцируя полноценные легкие и тяжелые цепи, V-ren должен физически [c.503]

Огромное разнообразие антител неадекватно числу генов, локализованных в лимфоцитах. Например, в клетках человека содержится не более 10 генов, а число вырабатываемых антител на 1—2 порядка больще. Иммуноглобулины являются белками, следовательно, они кодируются соответствующими генами. Таким образом, разгадку феномена этого несоответствия следует искать в особенностях функционирования генома лимфоцитов. Оказалось, что синтез антител кодируется тремя различными семействами несцепленных генов, расположенных в различных хромосомах. Рассмотрим, как формируется функционально активный участок ДНК, ответственный за образование легкой цепи . Обнаружено около 300 генов, кодирующих вариабельные участки Ь-цепи (У ), один ген, кодирующий синтез константного участка (С ), и от одного до четырех генов, ответственных за синтез аминокислотных последовательностей, соединяющих константные и вариабельные участки легкой цепи (1 ). [c.486]

Таким образом, первоначальное количество информации низшего уровня (ДНК) уменьшается на более высоком уровне (белок). В данном случае это обусловлено особенностью триплетного кода живых организмов на планете Земля один и тот же аминокислотный остаток кодируется разными кодонами, причем общее число кодонов 4 = 64 больше числа аминокислот (их всего 20). На следующем уровне возможны замены некоторых аминокислот другими без существенных изменений свойств белка. Тем самым число действительно незаменимых аминокислот уменьшается (/V < 20), а количество информации /3 на этом уровне соответственно падает [c.401]

Бактерии можно не только использовать как фабрики для синтеза белков типа рестриктаз, но и получать с их помощью новые продукты, изменяя метаболизм бактериальных клеток введением в них чужеродных генов или модификацией уже существующих. Можно создавать рекомбинантные микроорганизмы, способные синтезировать самые разные низкомолекулярные соединения Ь-аскорбиновую кислоту, краситель индиго, аминокислоты, антибиотики, мономерные единицы различных биополимеров. Общая стратегия при этом состоит во введении в организм хозяина специфических генов, клонированных в подходящем векторе, которые кодируют один или несколько ферментов, катализирующих не свойственные микроорганизму метаболические реакции или влияющих на осуществляемый им в норме биосинтез определенных соединений. По имеющимся данным, создание новых метаболических путей не является технически неосуществимым. Этот подход поможет создать необычные, более эффективные пути синтеза самых разных соединений. [c.272]

КОНЦОМ растущей цепи, который в результате занимает участок отбора мономера. Кроме того, при правильном протекании процесса каждый кодирующий элемент должен участвовать в одном акте роста цепи и затем уступить свою роль непосредственно следующему за ним кодирующему элементу. Поэтому после присоединения мономера в участке связывания кодирующего элемента оказывается уже прочитанный фрагмент матрицы. Иными словами, система оказывается не готовой для следующего акта элонгации. Чтобы сделать его возможным, необходимо перемещение растущей цепи с освобождением участка отбора мономера и одновременно перемещение матрицы на один кодирующий элемент. Такое перемещение матрицы и продукта называется транслокацией. Таким образом, каждый акт элонгации складывается из трех основных элементов отбора мономера, химического превращения и транслокации. Фактически, по крайней мере в случае биосинтеза белков, элонгация является еще более сложным событием, требующим участия специальных белковых факторов и расходования энергии. Несколько подробнее этот вопрос рассмотрен в 5.6. [c.176]

Вспомним, что многие белки состоят из нескольких полипептидных цепей (разд. 8.8). В некоторых из таких белков все полипептидные цепи одинаковы в этом случае все они могут кодироваться одним и тем же геном. Однако другие белки содержат два или большее число полипептидных цепей разных типов, различающихся по аминокислотной последовательности. Молекула гемоглобина, к примеру, состоит из полипептидных цепей двух типов- и р, которые различаются длиной и аминокислотной последовательностью. Сегодня мы знаем, что а- и 3-цепи кодируются двумя разными генами. Поэтому взаимосвязь между геном и белком более точно может быть выражена определением один ген-один полипептид . [c.877]

Более компактно организованный а-кластер занимает участок ДНК размером более 28 т. п. н. и включает в себя один активный ген 4 один псевдоген два гена а и один псевдоген а. О существовании двух генов о, кодирующих идентичные белки, ранее предполагали на основе генетического анализа. Два (или более) идентичных гена, присутствующие в одной хромосоме, называются неаллельными копиями. [c.269]

Дупликация гена, по-видимому, приводит к немедленному ослаблению давления отбора на его нуклеотидную последовательность. Теперь, когда имеются две идентичные копии гена, изменение нуклеотидной последовательности одной из них уже не вызовет потери организмом функционально активного белка, поскольку другая копия гена будет по-прежнему кодировать необходимую аминокислотную последовательность. Таким образом, при наличии двух генов давление отбора будет уменьшаться до тех пор, пока один из них не мутирует столь сильно по сравнению с исходным вариантом гена, что давление целиком будет направлено на другой ген. Вполне вероятно, что, сразу же после того как происходит дупликация гена, изменения быстрее накапливаются в одной из копий, что в конце концов приводит к появлению новой функции (или к ее исчезновению в случае появления псевдогена). При появлении новой функции эволюция данного гена далее может происходить с прежней, более медленной скоростью, характерной для гена с первоначальной функцией. По-видимому, именно такой механизм лежит в основе разделения функций генов эмбриональных и взрослых глобинов. [c.277]

Полипептидные цепи а- и Р-субъединиц гемоглобина кодируются различными генами. Многие другие белки и ферменты (хотя и не все) также состоят из двух или более полипептидных цепей, кодируемых разными генами. На этом основании Ингрэм предложил уточнить формулировку гипотезы один ген-один фермент в виде один ген-одна полипептидная цепь . [c.20]

ДНК вируса осповакцины — один из самых крупных вирусных геномов — содержит почти 200 т. п. н. и кодирует более сотни белков, синтез которьгх регулируется во вре.мени. Важнейшая особенность транскрипционной системы этого вируса — ее локализация в цитоплазме зараженной клетки. Поэтому транскрипционный аппарат клетки, содержащийся в ядре,. малодоступен для вируса, [c.306]

При некоторых условиях, например в присутствии высоких концентраций и других катионов и особенно в присутствии стрептомицина или органических растворителей, генетический код как in vitro, так и in vivo является неоднозначным, т. е. один и тот же триплет кодирует более чем одну аминокислоту. Предполагают, что именно на этом может быть основан эффект супрессии. В результате мутации X -> Y происходит замена одной аминокислоты (х) на другую у) или обрыв процесса трансляции вследствие возникновения бессмысленного кодона. Благодаря неоднозначности код может считываться неправильно и (притом так, что аминокислота х (или эквивалентная ей аминокислота х ) будет с некоторой вероятностью включаться вместо аминокислоты у. Действительно, супрессия редко бывает полной. Во многих случаях удается показать, что сунрессированные мутанты содер кат оба белка—мутантный белок (соответствующий исходной мутации, т. е. несущий аминокислоту г/) и белок дикого типа или сходный с ним (т. е. несущий вместо аминокислоты у аминокислоту х или х ). [c.500]

Было обнаружено, что иногда повторяющиеся последовательности сгруппированы в определенных участках генома. Например, наиболее частые повторы составляют так называемую са-теллитиую ДНК, которая при центрифугировании общей ДНК в градиенте плотности дает отдельную полосу. Эта сателлит-иая ДНК состо Ит из более чем 10 копий коротких простых нуклеотидных последовательностей. Такую сателлитную ДНК можно использовать как матрицу для синтеза радиоактивной комплементарной РНК, и если такую копию сателлитной ДНК мыши добавить к препарату хромосом мыши, то радиоактивность сконцентрируется в области центромер каждой из хромосом. По-видимому, сателлитиая ДНК может быть связана с функционированием центромер. Одиако в подобных опытах, проведенных с сателлитной ДНК растений, радиоактивность появлялась в различных участках хромосом. Следовательно, функции этого класса повторяющейся ДНК, вероятно, ие обязательно специфически связаны с центромерами. Итак, функция сателлитной ДНК еще не выяснена, но она ие кодирует ии один из клеточных белков. Было высказано предположение, что она играет структурную роль или вовлечена в процесс спаривания хромосом. [c.453]

Расщепление химерных белков В зависимости от предназначения белкового продукта клонированного гена он может использоваться как таковой или в составе химерного белка, причем последний вариант встречается нечасто. Например, из-за присутствия фрагмента хозяйского белка большинство химерных белков оказываются непригодными для применения в клинике, а сам продукт клонированного гена-мишени может оказаться неактивным. Кроме того, для химерных белков предусмотрена более сложная процедура тестирования, которую они должны пройти, чтобы получить разрешение к применению у соответствующих организаций. Все это заставляет искать способы удаления лишних аминокислотных последовательностей из молекулы получаемого продукта. Один из таких способов основан на присоединении белка, кодируемого геном-мишенью, к белку клетки-хозяина, содержащему короткий пептид, распознаваемый специфической протеазой небактериального происхождения. Такое присоединение тоже программируется на уровне ДНК. Олигонуклеотидные линкеры, несущие сайты для протеаз, можно пришить к клонированному гену до того, как такая конструкция будет введена в экспрессирующую векторную систему слияния. Линкером может служить, например, олигонуктеотид, кодирующий пептид Пе-01и-01у-Аг . После синтеза и очистки химерного белка для отделения белкового продукта, кодируемого клонированным геном, можно использовать фактор свертывания крови Х , который является специфической протеиназой, разрывающей пептидные связи исключительно на С-конце последовательности Ile-Glu-Gly-Arg (рис. 6.6). Более того, поскольку такой пептид [c.112]

Сходство строения активных центров клеточных рецепторов, распознающих гормоны, медиаторы, другие белки (типа lq), и антител, распознающих в качестве антигенов те же вещества, представляется, на первый взгляд, удивительным в свете традиционных взглядов на проблему иммунологического распознавания. Общепринято мнение, что вариабельные гены, кодирующие активные центры антител и иммуноглобулиновых (по своей природе) рецепторов лимфоцитов, экспрессируются только в В-лим-фоцитах и их более дифференцированных потомках — плазматических клетках. При этом из большого набора вариабельных генов определенный В-лимфоцит в ходе своей дифференцировки из клеток-предшественниц выбирает только один (редко два) вариабельный ген для тяжелой и один — для легкой цепей. В результате, В-лимфоциты экспрессируют, как правило, иммуноглобулиновые рецепторы только для одного лиганда, а плазматические клетки всегда продуцируют только одно, строго определенное по специфичности антитело. [c.52]

Локусы, кодирующие эти гжкопротеины,-наиболее полиморфные из всех известных у высших позвоночных в пределах вида в каждом локусе существует необычайно большое число разных аллелей (альтернативных форм одного и того же гена), причем каждый аллель встречается с относительно высокой частотой. Напртмер, в локусах Н-2К и Н-20 известио более чем по 50 аллелей, и один аллель иногда может отжчаться от другого по 25% аминокислотных остатков кодируемого белка. [c.59]

Мол. масса плазмид составляет от 1 10 до 200-10 . Таким об- >азом, самые мелкие плазмиды кодируют один-два белка среднего размера, тогда как более крупные — 300 или более белков, Крупные плазмиды могут кодировать множество ферментов, необходимых для работы целой последовательности биохимических реакций, например для превращения толуола в кате-хол. Плазмиды с мол. массой более 100-10 обнаружены только у грамотрицательных бактерий, в частности у видов Pseudomonas и Agroba terium. Мол. масса плазмид грамположитель-иых бактерий лишь в отдельных случаях превышает 40-10 . [c.303]

Большинство клеточных белков синтезируется в рибосомах ассоциированных с эндоплазматическим ретикулумом (гл. 11) Некоторые из белков, присутствующих в митохондриях (напри мер, цитохром с и малатдегидрогеназа), синтезируются в рибо сомах, а затем каким-то образом транспортируются в мито хондрии. Иногда ферменты, встречающиеся в двух компартмен тах, фактически представляют собой две или более формы (изоферменты). Эти изоферменты являются белками с разной аминокислотной последовательностью, т. е. они кодируются разными генами один белок присутствует в одной органелле, другой белок — в другой. Примерами такого рода являются митохондриальный и цитоплазматический изоферменты малат-дегидрогеназы (КФ 1.1.1.37), аспартатаминотрансферазы (КФ 2.6.1.1) и супероксндднсмутазы (КФ 1.15.1.1). [c.90]

В другом случае структурный ген может быть уникальным в том смысле, что он действительно представляет собой последовательность ДНК, кодирующую специфический белковый продукт, но в геноме могут присутствовать и другие последовательности, сходные с этим геном и кодирующие сходные белки. Такая ситуация наблюдается, когда кодирующая последовательность дуплицируется с последующей дивергенцией ее копий и появлением разных белков. В зависимости от степени сходства между последовательностями ДНК, числа копий и точно не предсказуемых последствий ошибок спаривания при реассоциации такие последовательности могут обнаруживаться во фракциях как неповторяющейся, так и умеренно повторяющейся ДНК. Еще один возможный способ организации генома эукариот состоит в том, что структурные гены могут повторяться может существовать более одной копии последовательности, кодирующей специфический белок. Вследствие выро-жденности генетического кода последовательности ДНК, кодирующие один и тот же белок, в действительности могут быть неидентичными. Однако любая последовательность, представленная небольшим числом копий (более двух или трех), будет вести себя как составная часть фракции умеренно повторяющейся ДНК. (Понятно, что такие последовательности могут составлять только часть, этой фракции, поскольку известно, что основная часть умеренно повторяющейся ДНК состоит из отдельных последовательностей, слишком коротких, чтобы кодировать белки, и чередующихся с уникальной ДНК.) [c.230]

В генах гемоглобина средний экзон кодирует домен белка, содержащий сайты, ответственные за связывание тема. Этот домен может быть предком мини-глобина, служившего переносчиком тема. Два фланговых экзона кодируют участки полипептидной цепи, окружающие продукт центрального экзона (рис. 26.28). Ген, кодирующий ADH Drosophila melanogaster, также состоит из трех экзонов, разделенных двумя интро-нами длиной 65 и 70 п. н. Один экзон кодирует участок из 140 аминокислотных остатков, ответственный за связь с коэнзимом. Более длинный интрон отделяет этот участок от элементов, детерминирующих каталитическую активность. [c.249]

Первый вирус возник, вероятно, когда у плазмиды появился ген, кодирующий белок капсида Однако в капсиде умещается ограниченное количество нуклеиновой кислоты, и, значит, число генов, которые вирус может в себе заключать, лимитируется размерами капсида. Будучи вынуждены оптимальным образом использовать свой небольшой геном, некоторые мелкие вирусы (вроде бактериофага ФХ174) обзавелись в ходе эволюции перекрывающимися генами, в которых часть нуклеотидной последовательности, кодирующей один какой-нибудь белок, используется (с той же или с иной рамкой считывания) для кодирования второго белка. У других вирусов в процессе эволюции возникли более крупные капсиды, что должно было дать им возможность приобретать новые полезные гены. [c.325]

Онкогенные участки генома ДНК-содержащих вирусов всегда расположены в районах, которые работают на ранних стадиях жизненного цикла вируса. Эти гены лучше всего изучены у вирусов полиомы и SV40. Анализ функций этих генов осложняется, однако, тем, что эти онкогены входят в группу перекрывающихся генов, один из которых (кодирующий большой Т-антиген, см. разд. 8.1.6) необходим для репликации вирусной ДНК. Еще не вполне ясно, сколько продуктов, кодируемых перекрывающимися генами, участвует в опухолевой трансформации. Известно лишь, что для трансформации нужен средний Т-антиген вируса полиомы в частности, молекулы этого белка обнаружены на внутренней поверхности плазматической мембраны, где они, возможно, связаны с протеинкиназами, фосфорилирующими тирозин (см. ниже). У более крупных ДНК-содержащих вирусов, например аденовирусов, геном гораздо более сложен по-видимому, он кодирует несколько различных онкогенных белков, и для полной трансформации необходимо определенное их сочетание. [c.154]

Проблема внутриклеточной стабильности рекомбинантных белков больше связана с деградацией небольших пептидов, поскольку крупные нативные белки более стабильны в бактериальных клетках. Один из подходов, позволяющих стабилизировать короткие чужеродные пептиды в клетках Е. соН, - включение требуемого пептида в состав гибридного белка. В этом случае последовательность нуклеотидов, кодирующую гибридный белок, соединяют в составе экспрессирующего вектора в одной рамке считывания с бактериальным геном, кодирующим белок (например, геном -галактозидазы). Образующийся в результате экспрессии такого рекомбинантного гена гибридный белок в своем составе содержит в N- или С-концевой части требуемый пептид, защищенный основным белком-носителем от протеолитической деградации. Для отделения пептида от белка-носителя их соединяют друг с другом последовательностью аминокислот, по которой можно провести специфическое расщепление полипептидной цепи. В том случае, если пептиды не содержат метионина, соединение белка-носителя и пептида осуществляют через эту аминокислоту, и отщепление пептида производят с помощью бромистого циана. Такой подход был использован, например для получения рекомбинантного соматостатина, а также А- и В-цепей инсулина. [c.117]

Смотреть страницы где упоминается термин ДНК кодируют более одного белка: [c.288] [c.227] [c.464] [c.71] [c.314] [c.227] [c.219] [c.18] [c.237] [c.877] [c.99] [c.341] [c.131] [c.270] [c.335] [c.497] [c.98] [c.247] [c.469] [c.9] [c.74] [c.42] [c.52] [c.111]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология