Бактериальные ДНК-полимеразы

Этот цикл у бактерий удается целиком осуществить в простой бесклеточной системе, состоящей из ДНК-матрицы и очищенной РНК-полимеразы, без каких бы то ни было дополнительных факторов. Это не значит, что РНК-полимераза является единственным белком, участвующим в транскрипции. В ней могут участвовать и разнообразные регуляторные белки. Однако роль их вспомогательная они мешают или помогают РНК-полимеразе на тех или иных стадиях цикла транскрипции, которые она осуществляет и в их отсутствие. Поэтому изучение цикла транскрипции изолированной бактериальной РНК-полимеразой позволяет понять не только ферментативные механизмы синтеза молекулы РНК, но, что еще важнее, дает ключ к пониманию механизмов регуляции транскрипции. [c.137]

Рис. 3.19. Транскрипция в бактериальной клетке. А. Структурные гены (А, В, С и О) оперона находятся под транскрипционным контролем оператора (о) и промотора (р). РНК-полимераза связывается с участками, находящимися на расстоянии 10 (—10) и 35 (—35) пар оснований от сайта инициации транскрипции (+1). 1 — Стоп-сигнал, ответственный за остановку транскрипции, а, Р, у и 5 — белки, продукты генов А, В, С, О. Б. То же, что и на рис. А, но показано связывание РНК-полимеразы с промоторной областью.

Рифампицин — чрезвычайно эффективный ингибитор бактериальной РНК-полимеразы при концентрации антибиотика 2-10 М степень ингибирования достигает 50%. Рифампицин не препятствует связыванию полимеразы с ДНК, но ингибирует инициацию транскрипции. У мутантов Е. соИ, резистентных к рифампицину (/- /-ген), образуется РНК-полимераза с измененной -субъединицей (иногда это проявляется и в изменении электрофоретической подвижности). Родственный антибиотик стрептолидигии также связывается с -субъединицей РНК-полимеразы и блокирует элонгацию. На хромосомной карте мутации, обусловливающие резистентность к этому антибиотику, располагаются очень близко к /-мутациям. [c.208]

Что же представляют собой предшественники ДНК В ранних опы тах было показано, что нуклеозид Н-тимидин интенсивно включается в ДНК. Однако с точки зрения энергетики представлялось маловероятным, что тимидин служит непосредственным предшественником. Данные О том, что роль предшественников играют нуклеозидтрифосфаты, были получены в 1958 г., когда Корнберг открыл ДНК-полимеразу Е.соИ. Для выделения 600 мг фермента Корнберга, называемого обычно ДНК-поли-меразой I, понадобилось 90 кг бактериальных клеток [4, 26] (в каждой клетке содержится около 400 молекул фермента). Этот фермент обладал многими свойствами из предсказанных для ДНК Синтезирующего фермента. Для его работы требовались матричная цепь ДНК и более короткая затравочная цепь. Как это видно из уравнения (15-2), ДНК полимераза I распознает З -конец затравочной цепи и присоединяет к нему соответствующий нуклеозидтрифосфат, образующий пару со еле- [c.196]

РНК-Полимеразы из других источников также могут узнавать свои характер>-ные промоторы. Например, упоминавшаяся в начале параграфа РНК-полимераза фага Т7 специфично взаимодействует с промотором, простирающимся от -17-й до +6-Й пары нуклеотидов. Консенсусная последовательность имеет вид (в целях краткости и большей наглядности префикс d и символ р для межнуклеотидных фосфатов опущены. Снизу в той же записи представлен консенсус для района —12 f -7 для бактериальной полимеразы) [c.185]

ДНК-полимераза I — полипептид с. VI около 120 ООО, обладающий полимеразной и З -экзонуклеазной активностями. Его содержание в бактериальной клетке в несколько раз ннже чем ДНК- [c.48]

Транскрипция ДНК фага I, как и в предыдущем случае, осуществляется бактериальной ДНК-зависимой РНК-полимеразой. Однако здесь вирусный геном кодирует ряд белков, модифицирующих взаимодействие этого фермента с ДНК-матрицей. Схематически главные этапы регуляции транскрипции фага к можно представить следующим образом. [c.291]

ДНК-полимераза существует в различных формах в зависимости от выполняемых ею функций. Хотя это кажется невероятным, разнообразие форм ДНК-полимеразы обусловлено не субъ-единичной структурой, по крайней мере в бактериальных ферментах. Были охарактеризованы три различные формы фермента из бактерии Е. oli, которые обозначили как полимераза I, И и III. ДНК-полимераза I выполняет в основном репарирующие функции, тогда как ДНК-полимераза П1 является ферментом репликации. Функции ДНК-полимеразы II еще не ясны. Ферменты млекопитающих также существуют во множественных формах. [c.150]

Бактериальные клетки продуцируют множество низкомолекулярных эффекторов в ответ на изменение окружающей среды (стресс, голодание, действие фагов и пр.). Каждый из эффекторов, взаимодействуя по аллостерическому механизму с определенными регуляторными белками, моделирует промоторную специфичность РНК-полимеразы, запуская тем самым экспрессию определенного набора генов. [c.36]

Скорость репликации у прокариот очень высока. Репликация обычно происходит в одном участке, катализируется одним ферментом - ДНК-полимеразой и достигает скорости 1700 пар оснований в секунду, т.е. весь геном бактериальной клетки синтезируется за 40 мин. [c.55]

В ядрах эукариот обнаружены три специализированные формы РНК-полимеразы. РНК-полимераза I (или А по другой, номенклатуре) осуществляет в ядрышке синтез 18 S и 23 S рРНК- РНК-полимераза II (или В) — синтез информационных РНК- РНК-полимераза III (или С) — синтез тРНК и некоторых других низкомолекулярных РНК- РНК-полимеразы эукариот нечувствительны к ингибиторам бактериальных РНК-полимераз — рифампицину и стреп-толидигину. Специфическим ингибитором РНК-полимеразы II является токсин бледной поганки а-аманитин. Каждая форма РНК-полимеразы состоит из двух больших субъединиц с кД [c.136]

Рис. 3.20. Включение транскрипции бактериального оперона. Репрессор (Я) связывается с оператором и блокирует транскрипцию. Связывание эффектора (Е) с репрессором изменяет его конформацию, и он не может связаться с оператором. РНК-полимераза беспрепятственно перемещается вдоль молекулы ДНК, осуществляя транскрипцию.

М на 80%) связывается с бактериальной РНК-полимеразой и ингибирует полимеризацию цепи, но не инициацию ср. Рифампицин действие противоположное рифампицин ингибирует синтез РНК при конц. в 100 раз ниже). [c.223]

Среди ДНК-полимераз животных, которые изучены в меньшей степени, чем бактериальные, различают три типа ДНК-полимеразы С, А и N [3060]. Полимераза С — цитоплазматическая полимераза, N — ядерная их функции и взаимоотношения с бактериальными полимеразами I, II и III неясны. Как отмечалось ранее, в присутствии Mn + ДНК- и РНК-полиме-разы могут использовать для синтеза как рибо-, так и дезокси-рибонуклеозидтрифосфаты было показано, что фермент А синтезирует в присутствии Мп + poly(dT), используя в качестве-матрицы polyA (но не dA), а в качестве затравки — oligo(dT) [c.15]

Транскрипция у эукариот - гораздо более сложный процесс, чем транскрипция в прокариотических клетках. Три РНК-полимеразы эукариот (полимеразы 1, 11 и 111) эволюционно родственны ферменту бактерий, но содержат больгпее число субъединиц. До сих пор эти ферментативные комплексы охарактеризованы неполностью. Кроме того, бактериальная полимераза узнает последовательность ДНК, а эукариотичесгсий фермент обьгчно ориентируется на комплекс ДНК-белок, образуемый факторами транскрипции. [c.191]

НОСИТСЯ в цитоплазму клетки. Бактериальные полимеразы осуществляют синтез второй, (-)-цепи, образуя двухцепочечнзто репликативную форму (РФ) фагового генома. Синтез второй цепи инициируется на ori -), расположенном в межгенной области IR (рис. 2.26). На молекулах РФ осуществляется транскрипция и последующая трансляция фаговых генов. Белок рП вносит разрыв в (+)-цепь РФ в участке огг(+), также расположенном в межгенной области IR. Это приводит к репликации фаговой ДНК по модели катящегося кольца с высвобождением (+)-цепи. По заверщении цикла белок рП лигирует концы образовавшейся одноцепочечной (+) ДНК. На ранних этапах инфекции новые (+)-цепи служат в качестве матриц для образования дополнительных молекул РФ, однако по мере накопления фагового белка pV, связывающего оцДНК, процесс формирования РФ тормозится. Копийность РФ составляет 200-300 молекул на клетку. [c.111]

Субъединица формирует центр связывания антибиотиков ри-фампицина и стрептолидигина, являющихся специфически.ми ингибиторами бактериальных РНК-полимераз. Функция а-субъеди-ницы не известна. [c.135]

Транскрипцию генов рибосомных РНК, тРНК и большинства генов, кодирующих белки, обеспечивают молекулы РНК-полимеразы, содержащие главную а-субъединицу (молекулярная масса у Е. oli 70 кД, у Вас. subtilis— 43 кД). На несколько тысяч молекул РНК-полимеразы, имеющихся в бактериальной клетке, приходится примерно тысяча молекул главной а-субъединицы. В меньших количествах имеются минорные а-субъединицы, используемые для транскрипции ограниченного числа генов (см. раздел 3 этой главы). Набор минорных а-субъединиц у разных бактерий неодинаков. По размеру они меньше главной а-субъединицы. Сравнение нуклеотидных последовательностей генов разных а-субъединиц свидетельствует о том, что все они произошли от одного предкового гена. [c.135]

В числе продуктов ранних генов — фагоспецифическая РНК-полимераза, закодированная в гене 1. Это относительно простой фермент, который в отличие от бактериальной РНК-полимеразы содержит всего одну полипептидную цепь (Мг=107 ООО). Вирусный фермент узнает иной набор промоторов — поздние промоторы, которые имеют сходные между собой, но не идентичные первичные структуры. Поздние промоторы расположены преимущественно в поздней области фагового генома, но встречаются и в ранней, в частности они предшествуют участку оП, с которого начинается репликация вирусной ДНК. Поздние гены транскрибируются с разной эффективностью и в определенной последовательности. Не все механизмы этой регуляции расшифрованы, но некоторые из них достаточно понятны. В частности, в поздней области есть районы, которые организованы сходно с активно транскрибируемы. районом генома нитчатых фагов (см. с. 290) такие участки имеют несколько промоторов и ограничены общим сильным терминатором. Отсюда считывается набор молекул мРНК разных размеров, но с одинаковыми З -концами. Чем ближе ген примыкает к тер.минатору, тем чаще он представлен в таком наборе. мРНК- С другой стороны, есть участки ДНК, которые содержат общий промотор и несколько последовательно расположенных относительно слабых терминаторов, ко- [c.298]

В ДНК закодированы не только сигналы инициации транскрипции, но также и сигналы терминации. Как происходит терминация роста цепи РНК, пока еще точно не установлено. Известно лишь, что некоторые сигналы терминации бактериальная РНК-полимераза распознает сама, тогда как для распознавания других сигналов необходимы дополнительные белки. Одним из таких белков, возможно, служит ро-фактор (р), индуцирующий терминацию цепей РНК in vitro [55]. р-Фактор Е. oli представляет собой белок с мол. весом 200 000, обладающий АТРазной активностью [55а]. [c.215]

Чтобы обеспечить образование непрерывной цепи ДНК из многих таких фрагментов, в действие вступает особая система репарации ДНК, удаляющая РНК-затравку и заменяющая ее на ДНК. У бактерий РНК-затравка удаляется нуклеотид за нуклеотидом благодаря 5 -> З -экзонуклеазной активности ДНК-полимеразы. При этом каждый отщепленный рибонуклеотидный мономер замещается соответствующим дезоксирибонуклеотидом (в качестве затравки используется З -конец синтезированного на старой цепи фрагмента). Завершает весь процесс фермент ДНК-лигаза, катализирующий образование фосфодиэфирной связи между группой З -ОН нового фрагмента ДНК и 5 -фосфатной группой предыдущего фрагмента. Образование этой связи требует затраты энергии, к-рая поставляется в ходе сопряженного гидролиза пирофосфатной связи кофермента-никотинамидадениндинуклеотида (в бактериальных клетках) или АТФ (в животных клетках и у бактериофагов). [c.253]

На стадии элонгации в состав транскрибирующего комплекса входит ряд дополнит, белков, от к-рых зависит протекание завершающей стадии гранскрипщш-терминации. Один из таких белков, кодируемых геном nusA Е. oli, занимает в РНК-полимеразе место ст-субъединицы. Др. бактериальный факгор терминации р взаимод. с РНК. [c.619]

Другим антибиотиком, также тормозящим синтез клеточной РНК, является используемый при лечении туберкулеза рифамицин. Этот препарат тормозит ДНК-зависимую РНК-полимеразу, связываясь с ферментом. Наиболее чувствительной к нему оказалась бактериальная РНК-полиме-раза. На организм животных этот антибиотик оказывает незначительное влияние. По механизму действия он резко отличается от актиномицина D. Следует указать, кроме того, на недавно открытое противовирусное действие рифамицина в частности, он успешно используется при лечении трахомы, которая вызывается ДНК-содержащим вирусом. Это дает основание предположить, что данный антибиотик найдет применение в клинической онкологии при лечении опухолей, вызываемых вирусами. [c.541]

В дальнейшем мРНК была обнаружена и в незараженных бактериальных клетках [22]. Ее состав аналогичен составу бактериальной ДНК. Было показано, что мРНК непосредственно синтезируется на ДНК как на матрице. Это доказывается, во-первых, наличием специального фермента — РНК-полимеразы [c.560]

Сигма-фактор (Sigma fa tor) Бактериальный белок, обеспечивающий узнавание ДНК-полимеразой ее участка связывания в молекуле ДНК и инициацию транскрипции. [c.560]

Одна из наиболее упо фебляемых схем такого мутагенеза приведена на рис. 85. С этой целью исходный ген встраивают в двунитевую репликативную форму ДНК фага М13, зрелые частицы которого содержат однонитевую кольцевую молекулу ДНК (плюс-цепь, см. 5.7). Введение полученной рекомбинантной ДНК в бактериальные клетки приводит к накоплению частиц бактериофага, содержащих однонитевую рекомбинантную ДНК, из которых ее можно выделить и использовать в качестве матрицы для ДНК-полимеразы. Для репликации используют специально сконструированный праймер, который соответствует участку встроенного гена, содержащему кодирующий элемент заменяемой аминокислоты. При этом по обе стороны от этого тринуклеотнда праймер полностью комплементарен рекомбинантной ДНК, а в пределах этого тринуклеотида заменен таким образом, чтобы в образующейся при репликации минус-цепи образовалась запла- [c.305]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология