Бактериофаги синтез ферментов

Бактериофаги обладают генами, контролирующими синтез ферментов, разрушающих клеточную оболочку бактерий, слизистые капсулы. Эти ферменты представляют прекрасный инструмент в химии углеводов и могут использоваться в промышленных целях. Распыление бактериофагов в садах может способствовать [c.214]

Подобным же образом было показано, что действие 5-фторурацила на бактерии, приводящее к образованию химически измененных ферментов, протекает чрезвычайно быстро в течение десятков секунд. Наконец, при инфицировании клеток бактериофагом Tj немедленно ингибируется синтез рибосомной РНК. Через несколько минут начинается бурный синтез ряда (около 20) новых белков фага вместо примерно 1000 белков нормальной клетки, для чего необходимо образование в рибосомах соответствующих матриц. Если считать, что для синтеза нового белка нужны матрицы из РНК, то время синтеза матриц измеряется десятками секунд. Указанные факты также подтверждают гипотезу о существовании особого вида РНК, переносящего информацию от хромосомы к рибосомам, в которых синтезируются белки, РНК, крайне нестабильной, с малым временем оборота, постоянно синтезируемой и распадающейся. [c.466]

Генная инженерия — научно обоснованное, направленное использование явления трансдукции с целью приобретения живым организмом нового признака. Первые сведения об этом явлении, аналогичном бактериальным трансформациям, были получены при изучении бактериофагов. Известна мутагенная форма кишечной палочки, не способная синтезировать тимин. Если такой штамм заразить бактериофагом Т2, то кишечная палочка уже может синтезировать тимин. Неспособность кишечной палочки синтезировать тимин связана с отсутствием у нее необходимого ддя этой цели фермента. Поскольку при заражении бактериальной клетки бактериофагом в нее проникает только фаговая ДНК, а не белок, то фаговая ДНК, осуществляя процесс трансдукции, наделяет бактериальную клетку механизмом, который и обеспечивает синтез необходимого для образования тимина фермента. [c.44]

Трансдукция — явление, аналогичное бактериальным трансформациям. Например, при заражении бактериофагом Т2 мутантной формы кишечной палочки, не способной синтезировать тимин, клетки последней приобретают свойство образовывать фермент, ранее в ней отсутствовавший и необходимый для синтеза тимина. Но ведь при заражении бактериальной клетки в нее проникает только фаговая ДНК, а не белок. Значит, только фаговая ДНК влияет на трансдукцию, наделяющую бактериальную клетку указанным свойством. Однако для бактериофага такая трансдукция характерна лишь тогда, когда он до заражения инкубировался с культурой, способной к такому синтезу. Следовательно, этот процесс аналогичен передаче признаков путем трансформации. [c.83]

Известны три вида процессов, в рамках которых осуществляется специализированный перенос информации (см. рис. 11.1). Один из них, перенос информации от РНК к РНК, удается зафиксировать только в клетках, зараженных вирусами, генетический материал которых представляет собой РНК. Это, например, вирус табачной мозаики (ВТМ) и многие другие вирусы растений, РНК-содержащие бактериофаги и некоторые вирусы животных, такие, как полиовирусы. Эти вирусные геномные РНК, одноцепочечные или двухцепочечные, обязательно несут гены, кодирующие специфические РНК-репликазы, т.е. ферменты, которые по РНК-матрице могут синтезировать комплементарные молекулы РНК. Эти молекулы в свою очередь могут служить матрицами для аналогичного синтеза копий родительских цепей РНК. Перенос генетической информации от РНК к РНК также основан на принципе комплементарности оснований в родительской и дочерней цепях РНК. [c.49]

С другой стороны, бактериофаги Т2, Т4, Тб не восстанавливаются системой темновой репарации клетки-хозяина, но их геном содержит специальные гены, определяющие синтез в клетке-хозяине особых репарирующих ферментов. [c.304]

Спустя некоторое время, достаточное для переноса генов la из донорной клетки в реципиентную донорные клетки Hfr были избирательно убиты добавлением в смесь бактериофага Тб и стрептоми цина (см. стрелки). В опытной пробе к смеси вообще не добавляли индуктор (светлые кружки) В контрольной пробе индуктор был добавлен к смеси после того, как были убиты клетки Hfr (тем ные кружки). Синтез р-галактозидазы. происходящий в контрольной культуре в течение многих ча сов, свидетельствует о том, что остановку синтеза фермента в опытной пробе нельзя объяснить тем что мерозиготы вообще неспособны длительно синтезировать Э-галактозидазу. Этот результат пока аывает, что спустя 3 ч после начала скрещивания мерозиготы переходят из конститутивного состоя [c.482]

ДНК-лигазе, использованной Кораной в синтезе гена, для соединения элементов донора и акцептора требовалось применение матрицы из Е. соИ, инфицированной бактериофагом Т4. Однако была выделена менее требовательная РНК-лигаза. Она катализирует фосфорилирование З -гидроксильной группы рибоолигонук- еотида 5 -фосфатом донора. Фермент, по-видимому, не проявляет специфичности к основаниям и такие малые фрагменты как тримеры могут быть соединены им без участия матрицы. Сшиванием двух гексамеров r(Ap)s и rp(Up)5U был получен с прекрасным выходом додекамер r(Ap)s p (Up)5U [17]. [c.187]

Бактерии, синтезирующие эндонуклеазы рестрикции, защищают собственную ДНК от расщепления с помощью ферментов, метилирующих те участки молекулы, с которыми связывается соответствующая эндонуклеаза рестрикции. Однако геном клетки-хозяина не защищен от рекомбинантной рестриктазы Fokl, и чтобы предотвратить гибель растущих клеток, синтез гибридного фермента подавляли, поместив ее ген под контроль системы экспрессии бактериофага Т7. [c.174]

Примером фермента подкласса 6.5. может служить РНК-лигаза, образующаяся в клетках Е. соИ, инфицированных бактериофагом Т4, ДНК которого содержит генетическую программу для синтеза этого фермента. Этот фермент катализирует образование фосфодиэфирной связи между рибоолигонуклеотидом-донором, имеющим на 5 -конце остаток фосфорной кислоты, и рибоолигонук-леотидом-акцептором, имеющим па 3 -конце свободную 3 -гидроксигруппу, В [c.151]

Для ДНК концевая метка может быть введена ферментативным путем. Чаще всего для этой цели используют фермент полинуклеотидкиназу, специфически катализирующую перенос остатка фосфорной кислоты от молекулы АТФ к 5 -гидроксигруппе 5 -концевого фрагмента ДНК. Этот фрагмент производится в Е.соИ, зараженной бактериофагом Т4, который содержит ген, программирующий синтез этого фермента. Если исходная ДНК содержит в 5 -положении остаток фосфорной кислоты, то его можно предварительно удалить с помощью другого фермента — фосфомоноэстеразы (щелочной фосфатазы), катализирующей отщепление ортофосфата от моноэфиров фосфорной кислоты. Чаще всего для этой цели используется фермент из Е.соИ. В целом схему введения 5 -концевой метки в ДНК можно представить следующим образом [c.267]

Эти процессы удается реконструировать и воспроизвести in vitro на выделенных ферментах и индивидуальных матрицах (вирусных Н. к.). Безошибочность синтеза подтверждается тем, что синтезированная in vitro ДНК или РНК бактериофага обладает нормальной инфекциозностью (Корн-берг, Шпигельман). [c.197]

К настоящему времени выяснено, что ДНК несет в себе тот генетический рецепт, на основе которого в ряде последовательных клеточных делений образуются идентичные клетки. В процессе воспроизведения ДНК воспроизводится информация, необходимая для синтеза специфических ферментов и других клеточных белков. Генетическая информация, содержащаяся в ДНК, заключена в последовательности четырех типов оснований (А, Т, Г, и Ц) вдоль фосфатноуглеводного остова (т. е. последовательности расположения четырех типов нуклеотидов, из которых построена ДНК). Таким образом, последовательность А—Г—Ц в каком-либо участке цепи несет иную информацию, чем последовательность Г—А—Ц. Последовательность оснований в ДНК может быть модифицирована химически путем обработки ДНК in vitro (вне клетки) или in vivo (внутри клетки) азотистой кислотой, под действием которой первичные аминогруппы аденина, цитозина и гуанина превращаются в группу ОН. Результатом этого оказывается изменение генетического кода, поскольку модифицированная таким образом ДНК вызывает мутации в организме, из которого она первоначально была получена. Резкие изменения могут произойти в тех случаях, когда ДНК бактериофага (который весь состоит из нити ДНК, заключенной в белковую оболочку) вводится в бактериальную клетку. Фаговая ДНК действует в качестве затравки и вызывает в бактериальной клетке синтез новой ДНК и белков по своему образцу , что в конце концов приводит к разрушению клетки, в которую внедрился бактериофаг, и выходу во внешнюю сферу новых фаговых частиц. [c.139]

Подобно ДНК, РНК является необходимым компонентом всех живых клеток. Она входит, кроме того, в состав всех исследованных вирусов растений, а также ряда бактериофагов, многих вирусов насекомых и животных. В то время как биологические функции ДНК разных типов, по-видимому, сходны, разные типы РНК имеют различные биологические функции. Функции вирусной РНК, по-ви-димому, аналогичны вирусной ДНК, т. е. этот тип РНК содержит генетическую информацию, необходимую для построения вирусной частицы, передает ее из поколения в поколение и, кроме того, обеспечивает синтез необходимых для построения вирусных частиц ферментов и белков вирусной оболочки. Как хорошо известно, в живой клетке различают по крайней мере три типа РНК, отли- [c.35]

Особенно плодотворным оказалось изучение X. м. у микроорганизмов. Популяции микроорганизмов, состоящие пз отдельных клеток с одинаковым метаболизмом, позволяют изучать элементарные процессы, контролируемые ферментами, синтез каждого из к-рых управляется отдельным геном. Всякое изменение гена при мутации неизбежно отражается на метаболизме клетки и может быть описано вполне точно. Цикл развития бактерий или бактериофагов исчисляется минутами и работа на этих объектах позволяет проводить опыты на миллиардах особей. Химич. мутагены вызывают у микроорганизмов комплекс генных мутаций, к-рые могут относиться к любому из его признаков, нанр. а) несиособность бактерий синтезировать необходимые метаболиты (аминокислоты, пурины, ниримидины, витамины и т. и.) б) способность или неспособность бактерий утилизировать различные источники энергии в) чувствительность или [c.327]

Если бы к такому заключению пришли только на основании наличия в митохондриях всех дыхательных ферментов, то оно было бы, несомненно, убедительным, но не безоговорочным. Однако благодаря успехам техники фракционирования удалось добиться гораздо большего. Можно показать, и притом количественно, что в митохондриях дыхание продолжается и in vitro при этом потребляются О2 и фосфат и образуются СО2 и АТФ. Для этого нужно только снабжать митохондрии достаточным количеством субстрата и фосфата, а также некоторыми другими веществами, так называемыми кофакторами (например, АДФ ). Кроме того, следует учесть еще одно обстоятельство. Если митохондрии после центрифугирования поместить в чистую воду, то они испытывают осмотический шок и в результате разбухают и лопаются (подобное явление уже было описано для бактериофага см. стр. 153). Конечно, о дыхании в этом случае больше не может быть и речи. Поэтому для предотвращения шока к суспензии митохондрий обычно добавляют сахарозу в определенной концентрации эта концентрация должна как можно более точно соответствовать осмотической концентрации содержимого митохондрий. Если это соответствие соблюдается недостаточно точно (или при недостатке одного из кофакторов), также будет происходить легкое набухание митохондрий. Правда, при этом они еще сохраняют способность потреблять кислород и образовывать Oj, однако образование АТФ прекращается. Окисление и фосфорилирование, протекавшие до этого взаимосвязанно, сопряженно, теперь разъединены . Дыхание идет вхолостую , не достигая своей цели, которая состоит, как мы знаем, в образовании АТФ. Митохондрии в этом случае быстро разрушаются. Такое разобщение окисления и фосфорилирования весьма важно для понимания многих биохимических процессов правда, обсуждать их здесь означало бы слишком далеко отойти от темы. Здесь нам важно знать, что сопряженное фосфорилирование есть признак того, что митохондрии не повреждены и нормально функционируют — как в пробирке, так и в клетке. (Следует отметить, что в митохондриях, по-видимому, происходят и другие биохимические процессы помимо дыхания, например синтез аминокислот.) [c.224]

Собственно говоря, в опыте Спигелмана все естественное ни РНК, ни полимераза, ни нуклеотиды не были синтезированы в лаборатории все они были получены из живых клеток или из бактериофага Рр. Лишь условия опыта были искусственными , т. е. имитируюш,ими природные условия. Описанная бесклеточная система отличается большой чувствительностью достаточно малейшего изменения концентрации компонентов или появления загрязнений (скажем, примеси рибонуклеазы)— и она перестает работать. Приходится только удивляться, что такую систему удалось собрать вне клетки, что точное копирование генома вообще может происходить в пробирке. Но тот факт, что эта столь лабильная система, за которой необходимо так заботливо следить вне клетки, может функционировать и в клетке, причем несравненно надежнее, граничит с чудом. Ведь в клетке — это означает (помимо всего прочего) в присутствии тысяч промежуточных продуктов обмена и тысяч ферментов (в том числе рибонуклеазы), в присутствии рибосом и РНК, всевозможных ионов и т. д. Почти каждый из этих компонентов в отдельности мог бы разрушить нашу систему в реторте . Напротив, в клетке они, по-видимому, не вредят синтезу, точно так же как, скажем, удвоение генома не нарушает других клеточных процессов. [c.398]

Тот факт, что подобные денатурированные молекулы ДНК являются более эффективной затравкой, чем нативные двойные спирали, показывает, что синтез Корнберга идет путем сорбции мононуклеозидтрифосфатов па одиночной цепи ДНК. В этой связи интересно было испытать в качестве матрицы ДНК из бактериофага ФХ174, которая состоит из одиночных нитей. Оказалось, что эта ДНК является, в согласии с ожиданиями, вдвое более эффективной затравкой, чем обычная ДНК со структурой двойной спирали. В последнее время обнаружено, что более тщательная очистка фермента Корнберга делает его неспособным к использованию двойных спиралей в качестве матриц. По-видимому, существует отдельный фермент, ведущий предварительно процесс разделения двойных спиралей па одиночные нити, после чего опи редуплицируются по принципу комплементарности. [c.242]

КОВ являются ферментами, необходимыми для производства клеткой веществ, требующихся для построеш1я фага. Например, так называемые Т-четные фаги (Tj, Т4, Т ) содержат оксиметнл-цитозин вместо цитозина. Синтез этого нового основания требует ряда новых ферментов (например, оксиметилазы цитозина), которые в нормальной клетке полностью отсутствуют. Кроме того, клетка должна синтезировать сами белки оболочки вируса. Таких белков в сложных бактериофагах имеется несколько. Во всяком случае бактериофаг, как и любой вирус, не может размножаться, если все необходимые белки не будут синтезированы. [c.499]

В конце 1967 года газеты всего мира обошло сообщение, о том, что Корнберг синтезировал живую молекулу. Это, конечно, чепуха. Живых молекул не бывает, жизнь возникает лишь в результате взаимодействия целой совокупности различных молекул, различных веществ. Но Корнберг действительно сделал очень хорошую работу. Если раньше он синтезировал лишь обрывки цепей ДНК, то сейчас, с помощью гораздо лучше очищенного фермента, он получил in vitro подлинную ДНК бактериофага. Такая ДНК оказалась обладающей инфекционным действием при попадании в клетку она организует синтез вирусных белков, синтез частиц фага. Тем самым еще раз доказана генетическая функция ДНК, и наука этой функцией овладела. [c.275]

При анализе аминокислотного состава белков Т-4 бактериофага Е. oil был установлен крайне интересный факт, состоящий в том, что аминокислотный состав этого вирусного белка почти идентичен аминокислотному составу белков самих кишечных бактерий [127]. Это удивительное сходство аминокислотного набора заставляет думать, что вирусный белок образуется путем перегруппировки аминокислот хозяина и что превращение белка хозяина в вирусный белок может не сопровождаться дезаминированием или другими процессами глубокого распада аминокислот. Однако, с другой стороны, было показано, что Н Нз, добавленный к среде, на которой происходит размножение ука-за шого вируса, проникает в вирус, тогда как бактериальный азот вирусом не используется [128]. Это как будто дает основание считать, что вирусный белок бактериофага образуется за счет веществ, находящихся в питательной среде, а не за счет бактериального белка. Однако опыты с радиоактивным фосфором показали, что около 75% входящего в состав данного вируса фосфора состоит из радиоактивного фосфора среды, а для построения остальных 25% используется бактериальный фосфор. Очень трудно интерпретировать эти разноречивые данные. Не исключена возможность того, что бактерия-хозяин доставляет ферменты, необходимые для синтеза белков вируса [128]. [c.399]

Кинетика индукции, изображенная на фиг. 237, указывает на то, что Р-галактозидаза образуется de novo, а не в результате вызванного субстратом превращения в активный фермент какого-то предсуществовавше-го внутриклеточного предшественника. Для доказательства этого предположения был разработан эксперимент с изотопной меткой принцип этого эксперимента был такой же, как и в случае, когда была опровергнута теория о превращении предшественников при развитии бактериофагов. Клетки Е. соН в течение нескольких поколений выращивали на среде, не содержащей галактозидных индукторов, в присутствии радиоактивной серы Радиоактивные бактерии переносили затем в нерадиоактивную среду без после чего вызывали в них синтез Р-галактозидазы путем добавления в среду индуктора. Когда из таких бактерий выделили и очистили р-галактозидазу, оказалось, что она не содержит Следовательно, этот фермент не мог возникнуть из белка, существовавшего в клетке до добавления индуктора, так как серусодержащие аминокислоты (цистеин и метионин) всех таких белков содержали радиоактивную метку. Очевидно, что индуктор не вызывает превращения в фермент готовых предшественников, а вместо этого заставляет клетку начинать сборку полипептидных цепей Р-галактозидазы непосредственно из аминокислот. Эти опыты показали, что выяснение механизмов влияния индуктора на клетку поможет понять, как контролируется синтез белков. [c.479]

Изучение реконструкции вирусов растений и мелких бактериофагов in vitro указывает на то, что сборка простых вирусов — это спонтанный процесс, осуществляемый за счет общего повышения энтропии процесс этот происходит быстро — после того, как концентрация белка и нуклеиновой кислоты достигнет некоторой достаточной величины. С другой стороны, мы уже обсуждали необходимость в факторе созревания для стабилизации пикорнавирусов (гл. IX, разд. Б). Как показывают результаты полученные с аденовирусами и вирусом группы герпеса ДТП может носить более общий характер [407] Что касается созревания РНК-содержащих фагов то после того, как синтез потомства фага завершен (обычно когда накапливается около 10 ООО частиц на клетку) клетки Е. oli лизируют, а фаговые частицы высвобож даются в окружающую среду. В отличие от ДНК-содержа щих фагов в этом случае нет никаких указаний на суще ствование лизирующего фермента. Вирусы же растений остаются в клетках до тех пор, пока механические причины или же биологические переносчики не доставят их новому хозяину. [c.260]

Рис. 5-54. Получение у бактерий и бактериофагов мутантов с различными нарушениями репликации ДНК открыло возможности для выявления и очистки ферментов, выполняющих какую-либо еше не известную функцию, необходимую для ренликации ДНК у прокариот. Использованные здесь темнературочувствительные мутанты принадлежат к так называемым условным мутантам, обычно их фермент нормально функционирует нри низкой температуре и не работает при высокой. У безусловных мутантов с нарушениями репликации синтез ДНК не идет ни нри низкой, ни при высокой температуре, и потому эти мутанты обречены на гибель. В модифицированной форме такие тесты на комплементацию in vitro полезны

Более мелкие ДНК-содержащие вирусы, например обезьяний вирус SV40 или мельчайший бактериофаг ФХ174, несут в себе гораздо меньше генетической информации и гораздо больше зависят от ферментов клетки-хозяина как в синтезе своих белков, так и в синтезе своей ДНК. Они подчиняют себе и используют для своих иужд клеточные ферменты, участвующие в репликации ДНК, в том числе и ДНК-полимеразу. [c.316]

В 1962 г. С. Бензер и С. Чеймп описали так называемые амбер-мутации в локусе гП фага Т4. Они могли ревертировать к дикому типу за счет дополнительных (супрессорных) мутаций в геноме бактерии-хозяина. Аналогичные амбер-мутации, подавляемые теми же генами-супрессорами, были обнаружены во многих генах бактериофага Т4 и бактерии Е. oli. При использовании систем ген — фермент было показано, что амбер-мутации приводят к преждевременному прекращению роста полипептидной цепи и в клетках синтезируются только N-терминальные фрагменты соответствующих белков. В результате амбер-супрессии синтез полипептидов восстанавливается. [c.400]

Смотреть страницы где упоминается термин Бактериофаги синтез ферментов: [c.217] [c.485] [c.140] [c.253] [c.268] [c.139] [c.394] [c.48] [c.108] [c.251] [c.541] [c.113] [c.196] [c.232] [c.199] [c.304] [c.140] [c.203] [c.49] [c.81] [c.687] [c.258] [c.108]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология