Бессмысленные кодоны

Рис. 9.15. Пары БУ—А и БУ—Г. тем, что мы не знаем, какой вырожденный кодон находится в данном месте ДНК. Однако определение аминокислотного состава ряда ревертантов амбер-мутантов (т. е. результатов мутаций, приводящих к бессмысленному кодону УАГ) в белке головки фага Т 4 показало, что замены пар оснований в различных локусах цистрона происходят с разными вероятностями [143]. Мутации ЦАА-)-УАА в локусе г II фага Т4 индуцируются ЫНгОН с частотами, меняющимися в 20 раз в зависимости от локуса ДНК [144]. Сходные факты обнаружены при ультрафиолетовой реверсии этих мутаций [145]. Все приведенные выше факты могут объясняться и тем, что вероятности мутаций внутри цистрона зависят от направления репликации гена, близости контрольных, регулирующих элементов и т. д. Однако Кох получил прямые доказательства влияния соседних пар оснований на мутагенез [146].

В табл. 15-2 приведены известные теперь нам кодоны для каждой нз 20 аминокислот. В табл. 15-3 те же 64 кодона расположены по-другому. Обратите внимание, что помимо кодонов, детерминирующих специфические аминокислоты, есть три кодона, а именно UAA, UAG и UGA, получившие название терминирующих кодонов. Их часто называют также nonsense-кодонами, т. е. бессмысленными кодонами. Терминирующие кодоны UAA и UAG называют соответственно также o hre (охра)- и amber (амбер)-кодонами ) [21]. Выло обнаружено, что кодоны AUG [c.194]

Однако они не вполне лишены смысла. Синтез белка останавливается, когда работа рибосомного аппарата доходит до бессмысленного кодона. Следовательно, они в какой-то степени могут регулировать длину образующихся полипептидных цепей, хотя не вполне ясно, играют ли они эту роль в ходе нормального синтеза белка [17]. [c.206]

Сочетание УАА и УАГ не соответствует какой-либо определенной аминокислоте. Это так называемые бессмысленные кодоны . Однако они не вполне лишены смысла. Синтез белка останавливается, когда работа рибосомного аппарата доходит до бессмысленного кодона. Следовательно, они в какой-то степени могут регулировать длину образующихся полипептидных цепей, хотя не вполне ясно, играют ли они эту роль в ходе нормального синтеза белка. Вопрос о прекращении роста цепи РНК важен, так как от механизма, прекращающего синтез на определенном звене, зависит и функция синтезируемого белка. Имеющиеся данные говорят как будто в пользу предположения, что на молекуле м-РНК все же имеются сочетания нуклеотидов, сигнализирующие о начале и конце синтеза цепи. Процесс считывания нормального кода, т.е. синтез нормального белка, может претерпеть нарушения в результате, например, действия некоторых лекарственных веществ (стрептомицин) или под влиянием мутаций. Лекарственные вещества изменяют состояние самой рибосомы, что нарушает ход синтеза. Мутации выражаются в замене правильного триплета каким-либо иным, что приводит к росту числа ошибок при считывании генетического кода. [c.394]

Комплекс [Ф — М — РНК] перемещается с малой части на крупную и садится на п-место. Переход требует затраты энергии, доставляемой гуанозинтрифосфатом (он действует подобно АТФ). Эти процессы носили подготовительный характер. Теперь, когда место а свободно, на него помещается одна из т-РНК со своим грузом какой-либо аминокислоты — и начинается собственно синтез полипептидной цепи. Между концевой аминокислотой [ФМ-РНК] и вновь прибывшей аминокислотой образуется пептидная связь, м-РНК делает шаг вперед , и поэтому место а на рибосоме освобождается ему соответствует теперь уже другой кодон на матричной РНК, и к этому кодону прикрепляется т-РНК, достав шая соответствующую аминокислоту. Например, если на рибосоме свободен кодон ААГ, то на него садится т-РНК с триплетом (антикодоном) УУС. Этот антикодон отвечает аминокислоте — фенилаланину (см. приложение табл. 3), и она входит в состав синтезируемого белка. Снова сдвиг м-РНК, освобождается очередной кодон на м-РНК, пусть это будет, скажем, ЦЦГ к этому кодону может прикрепиться т-РНК, имеющая антикодон ГГЦ. Этот триплет отвечает аминокислоте глицину. Следовательно, в синтезируемой белковой цепи рядом с фенилаланином станет глицин. Соединение аминокислот будет происходить до тех пор, пока на м-РНК не обнаружится бессмысленный кодон (терминирующий), например УАА. Он не соответствует ни одной аминокислоте и играет роль точки, если сравнить белковую цепь с длинной фразой. Постепенное наращивание белковой цепи показано подробнее на цветной таблице П1, где намечен контур рибосомы, но не изображены а и п-места и комплекс ФМ = РНК, играющий роль инициатора синтеза. На рисунке 47 рибосома показана в виде объемного тела. Молекула м-РНК изображена в виде полосы, прикрепленной к [c.169]

Три кодона в таблице, помеченные символами янтарь , охра и опал , являются бессмысленными , т. е. им не соответствует какая-либо аминокислота. Когда значащий кодон превращается в бессмысленный , синтез белковой цепи обрывается в соответствующей точке. По всем данным, бессмысленные кодоны выполняют свою необходимую функцию — они являются сигналами к окончанию синтеза белковой цепи. [c.194]

В настоящее время триплеты (тройки) нуклеотидов, кодирующие при белковом синтезе аминокислоты, известны более чем для половины всех аминокислот, образующих белковую полипептидную цепь. Так, например, для валина это сочетание ГУУ, для аланина — ГЦУ, для серина — УЦУ и т. д. Но затем выяснилось, что каждая аминокислота, как правило, кодируется не одним, а несколькими триплетами (кодонами). Кроме ГУУ, валин кодируется также триплетами ГУЦ, ГУА, ГУГ, аланин, кроме ЦГУ, закодирован также триплетами ГЦЦ, ГЦА. ГЦГ, серин, кроме УЦУ, —также УЦЦ, УЦА, УЦГ и т. д. у этих кодов есть, по-видимому, то общее, что два первых нуклеотида чаще всего одинаковы. Сочетание УАА и УАГ не соответствует какой-либо определенной аминокислоте, это так называемые бессмысленные кодоны . [c.206]

Имеют ли какое-нибудь значение кодоны, которые как будто не кодируют аминокислоты ( бессмысленные кодоны ), неясно. Таких кодонов очень немного (1—3), но можно уверенно сказать, что в действительности они не лишены смысла и лишь требуют дальнейшего исследования. [c.82]

Общее число замещений, не включающих бессмысленные кодоны УАА, УАГ, УГА, которым не соответствуют никакие аминокислотные остатки, равно 526. Из них 364 — правильные замещения и 162 — неправильные. Отношение числа правильных замещений к числу неправильных равно 2,25 1, т. е. более чем две трети всех замещений не переводят аминокислоту из одного класса в другой. Это означает, что генетический код [c.295]

Всеобщая применимость постулата о том, что замены отдельных аминокислот возникают в результате одиночных замещений нуклеотидов, очевидна из следующих рассуждений. Если общее число замен одной аминокислоты (или бессмысленного кодона) на другую, которые можно вообразить, составляет 21-20 = 420, то структура генетического кода допускает возникновение лишь 170 таких замен в результате замещений одиночных нуклеотидов. Как показано в табл. 28, к 1967 г. было обнаружено 70 типов таких замен у мутантов по самым разным белкам. Более того, эти 70 типов включают подавляющее большинство всех обнаруженных замен аминокислот, и те несколько случаев, в которых для замены аминокислоты требовалось замещение двух или более нуклеотидов, могут быть легко объяснены двойными мутациями. [c.442]

СУПРЕССИЯ БЕССМЫСЛЕННЫХ КОДОНОВ [c.456]

Супрессорный ген Примерное положение на карге, минут Бессмысленный кодон Внедряемая аминокислота Эффективность супрессии, % [c.457]

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]

Таким путем было установлено, что эффективность пяти супрессоров варьирует в пределах от 5 до 60%. Наконец, благодаря определению первичной структуры полипептидных цепей, достраивающихся до конца в результате супрессии, было выяснено, какая аминокислота внедряется под действием каждого супрессора в участок белка, соответствующий бессмысленному кодону. Как показано в табл. 29, каждый супрессорный ген обеспечивает включение одной определенной аминокислоты. Следовательно, супрессорный ген не только определяет способность клетки транслировать бессмысленный кодон, но также придает ему строго определенный кодовый смысл. Таким образом, мутантная полипептидная цепь, непрерывный синтез которой стал возможным благодаря активности супрессора, будет физиологически активна только в том случае, если аминокислота, включенная этим супрессором в белок под влиянием бессмысленного кодона, окажется приемлемой для функционирования белка. [c.457]

Кодоны УАА, УАГ и У ГА не приписаны ни одной аминокислоте и, казалось, они лишены смысла. Однако теперь доказано, что такие бессмысленные кодоны останавливают процесс сборки полинептидной цепи, т. е. выполняют роль естественной С-концевой пунктуации (пунктуация в данном случае означает конец синтеза белка). [c.92]

Буквы А, Г, У, Ц в таблице обозначают основания РНК — СООН . аденин, гуанин, урацил, цитозин буквенные обозначения аминокислот (напр., фен, сер, лей) см. в ст. а-Амино-кислоты. <Амбер , охра , <опал>—обозначения бессмысленных кодонов, к-рые не кодируют аминокислоты, а служат сигналами окончания синтеза полипептидной цепи. Первое основание кодона обозначается буквами в вертикальном ряду слева, второе — в горизонтальном ряду сверху, третье — в вертикальном ряду справа. Реализация Г. к. происходит в два этапа транскрипции и трансляции. За расшифровку генетич. кода X. Г. Коране и М. У. Ни-ренбергу в 1968 присуждена Нобелевская премия. [c.125]

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]

Полярные мутации часто приводят к появлению бессмысленного кодона (прерывающего трансляцию) поэтому они часто являются супрессибель-ными. Количество синтезируемой т-РНК зависит от положения полярной мутации в пределах оперона чем дальше от оперона находится мутантный участок, тем большая часть оперона транскрибируется. [c.538]

Бессмысленный кодон — один из трех триплетов, UAG, UAA, UGA, вызывающих терминацию синтеза белка (UAG известен как amber-кодон, UAA — как o hre-кодон, UGA — как opal-кодон). [c.458]

В таком случае кодон XYA должен быть синонимом кодонов ХУУ и ХУЦ и будет узнаваться тРНК, у которой в третьем положении антикодона находится И, а не .Эти следствия, вытекающие из гипотезы неоднозначного соответствия, согласуются с данными о том, что АУГ и УГГ являются единственными кодонами для метионина и триптофана. Поскольку, однако, подобные рассуждения не могут быть применены к бессмысленным кодонам, то обстоятельство, что Non3 (кодон УГА) не является синонимом цистеинового кодона УГ и триптофанового кодона УГГ, ие противоречит гипотезе неоднозначного соответствия. [c.449]

Такие супрессоры бессмысленных мутаций приводят к включению в белок аминокислоты под влиянием мутантного бессмысленного кодона, который обычно не определяет вообще никакой аминокислоты. Супрессоры бессмысленных мутаций у трех пермиссивных штаммов К отличаются друг от друга по типу того бессмысленного кодона, который под действием супрессора воспринимается как кодирующий триплет и (или) по типу аминокислоты, которая в результате такой супрессии внедряется в соответствующее место полипептидной цепи. Амбивалентные же гП-мутаиты трех классов отличаются по типу своего бессмысленного кодона и (или) по типу аминокислоты, вставка которой в полипептидную цепь в месте, соответствующем мутантному кодону, обеспечивает восстановление функции белка. Эти опыты, а также идеи Бензера и Чэймп положили начало сравнительным исследованиям смысловых и бессмысленных кодонов. [c.452]

Представление о том, что некоторые мутации приводят к образованию нетранслируемого бессмысленного кодона в середине гена, позволило объяснить сущность некоторых бактериальных мутантов со странным фенотипом. Например, как указывалось в гл. VI, Яновскому удалось обнаружить неактивный А-белок триптофан-синтазы лишь у некоторых Тгр -ауксотрофов Е. соИ, содержащих точковую мутацию в гене trpA. У других ауксотрофов вообще не было выявлено никакого белка. Поскольку у мутантов последнего типа удавалось индуцировать истинные реверсии к Тгр" с помощью мутагенных аналогов оснований (т. е. в результате замены оснований), отсутствие у них белка, подобного белку А, нельзя было объяснить мутацией со сдвигом считывания (вставкой или делецией). Такие мутанты, по-видимому, содержали бессмысленные мутации, предотвращавшие синтез полипептидных цепей А-белка нормальной длины. [c.452]

ЦИИ копируется на одну мРНК с другими тесно сцепленными генами и при последующей трансляции читается раньше их (фиг. 223, Б). Таким образом, остановка трансляции под влиянием бессмысленного кодона в первом гене приводит к тому, что рибосома перестает передвигаться вдоль мРНК и не может инициировать полипептидные цепочки на последующих генах. [c.453]

Представление о бессмысленных кодонах объясняет также наблюдения, описанные в гл. XIII, относительно внутригенной комплементации мутантов по ферментам, состоящим из нескольких субъединиц если чувствительные к температуре мутанты (/s-мутанты), у которых мутации локализованы в генах соответствующих ферментов, способны к внутригенной комплементации, то у мутантов по тем же самым генам этого явления никогда пе наблюдалось. Действительно, в отличие от гомологичных полипептидных цепей s-мутантов, содержащих аминокислотную замену, неполные цепи, образующиеся при заражении непермиссивного хозяина атЬег-мутантами, вероятно, не могут объединяться друг с другом, образуя при этом каталитически активную четвертичную структуру белка. [c.453]

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]

Следовательно, десять изученных атбег-мутантов содержат бессмысленные мутации в разных местах гена белка головки, вызывающие преждевременную терминацию роста белковой цепочки. Более того, поскольку порядок этих бессмысленных кодонов соответствует размерам неполных полипептидных цепей, образующихся у соответствующих мутантов (что следует из сравнения фиг. 224 и 225), можно заключить, что порядок кодонов и порядок аминокислот коллинеарны. Это означает, что нуклеотидная последовательность гена белка головки транслируется слева направо, как это указано на фиг. 224 и 225. [c.454]

Структура бессмысленных кодонов была выяснена в 1965 г. К этому времени подавляющему большинству триплетов кодовой таблицы был приписан определенный смысл, так что стало ясно, что число бессмысленных кодонов, не кодирующих никакой аминокислоты, должно быть невелико. Среди кодонов, смысл которых еще не был выяснен, были УАА, УАГ и УГА. Гарен и Бреннер использовали одинаковые подходы для выявления бессмысленных кодонов. Оба исследователя изолировали большие количества обратных мутантов — Гарен из /гоп5еп5е-мутанта по гену [c.454]

Видно, что бессмысленный кодон возник из кодона, определявшего триптофан в полипептидной цепи щелочной фосфатазы дикого типа. В результате обратных мутаций этот бессмысленный кодон мог превращаться в кодоны, обозначающие триптофан (т. е. в кодон дикого типа), серин, тирозин, лейцин, глутаминовую кислоту, глутамин или лизин. Исходя из значений кодонов, перечисленных в табл. 27, можно заключить, что единственный кодон, который может превращаться в кодоны этих аминокислот в результате единичных замен оснований, это УАГ, т. е. Nonl кодон кодовой таблицы. Поскольку Бреннер также пришел к выводу, что бессмысленный кодон атЬег-мутантов фага Т4 — это УАГ, Nonl принято называть amfeer-кодоном. В ходе дальнейшей работы Гарен (использовав- [c.455]

С помощью генетических скрещиваний, проводимых путем конъюгации и трансдукции между бактериальными штаммами, содержащими разные супрессоры, было установлено положение этих пяти супрессорных генов на генетической карте хромосомы Е. соН. Как видно из данных, представленных в табл. 29, эти пять генов расположены в трех отстоящих далеко друг от друга участках хромосомы. Эффективность каждого из этих супрессоров можно определить, измерив, до какой степени восстанавливается синтез интактных полипептидных цепей, определяемых геном, содержащим бессмысленный кодон. Например, Бреннер сравнил относительные количества полноценного белка головки фага Т4, синтезирующе- [c.456]

Свойства некоторых супрессоров бессмысленных кодонов у Е. oli [c.457]

В настоящее время кажется вероятным, что в конце генов имеется один или несколько бессмысленных кодонов в качестве естественного сигнала о терминации полипептидной цепи. (Как указывалось в гл. XVII, в информационной РНК должна существовать определенная последовательность, которая, попав в аминоацильный участок рибосомы, дает сигнал об освобождении законченной полипептидной цепи из пептидильного участка.) Непонятно, однако, как клетке удается выжить, если у нее возникает эффективный супрессор естественного сигнала терминации полипептидных цепей. Поэтому роль естественного сигнала терминации приписывают o hre-кодрну УАА, т. к. все известные супрессоры этого кодона характеризуются очень низкой эффективностью. [c.458]

Биохимические исследования жизненного цикла бактериофагов семейства 2 были в значительной степени дополнены работами по выделению и исследованию фаговых мутантов. Эти мутанты относились в основном к тем же двум условно-летальным типам, которые были использованы при построении кольцевой генетической карты Т-четных фагов а) чувствительные к температуре ( т ззеп5е ) мутанты, неспособные размножаться при повышенной температуре, при которой происходит развитие фага дикого типа, и б) ат6ег(нонсенс)-мутанты, способные размножаться только в клетках штаммов, несущих супрессорную мутацию, обеспечивающую-включение приемлемой аминокислоты в растущую полипептидную цепь под влиянием мутантного бессмысленного кодона УАГ (УАА или УГА). [c.474]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология