Табачной мозаики вирус, синтез

Следует учесть, что ферменты, как и любые катализаторы, в равной степени ускоряют как прямую, так и обратную реакции. Поэтому ферменты расщепления — гидролазы в то же время являются ферментами синтеза, ферменты окисления — ферментами восстановления и т. д. Некоторые ферменты, как, например, пепсин, трипсин, обладают автокаталитическими свойствами. Попадая на соответствующий белковый субстрат, они превращают его в фермент. Этот процесс, ведущий к размножению фермента, весьма напоминает процесс размножения вирусов— мельчайших возбудителей заболеваний растений и животных. Многие вирусы, подобно ферментам, получены в кристаллическом состоянии, как, например, вирус табачной мозаики с молекулярным весом 4-10 , вирус столбура томата с молекулярным весом 10 , вирус некроза табака (6 10 ), вирус желтой мозаики репы (5-10 ) и т. д. Диаметр наиболее мелких вирусов равен приблизительно 20 ммк, т. е. близок к величине наиболее крупных ферментов. Мелкие вирусы отличаются под электронным микроскопом гомогенностью внутреннего содержимого и полным единообразием размеров и формы. [c.253]

В частицах ряда вирусов роль ДНК играет РНК. Установлено, что РНК, выделенная из вируса табачной мозаики (ВТМ), обладает инфицирующим действием [3, 24, 25]. Это означает, что молекулы вирусной РНК, попадая в клетки, организуют синтез белков новых вирусных частиц. Вирусная РНК ВТМ с белкам последнего образует частицы, обладающие свойствами исходного вируса. Удалось получить также гибридные вирусы путем комбинирования РНК одного штамма с белком другого штамма. В белке потомства гибридного вируса содержались аминокислот- [c.487]

Тесная связь между синтезом РНК и синтезом белка привела к предположению, что генетическая информация ДНК передается на РНК, которая при синтезе белка действует в качестве матрицы. Возможно, однако, что в некоторых случаях ДНК непосредственно служит матрицей при синтезе белка. Из этого следует, что РНК переносит генетическую информацию и существует механизм, который позволяет определенным образом отбирать и располагать аминокислоты вдоль молекулы РНК. Исследования, проведенные с вирусом табачной мозаики, показывают, что почти чистые препараты вирусной РНК могут передавать генотип этого вируса. В результате изучения специфичных аминоацил-з-РНК-синтетаз точно установлено, что эти ферменты могут катализировать образование специфичных соединений с s-PHK для каждой белковой аминокислоты. Специфичность этих соединений должна обеспечить их присоединение только к соответствующему месту на матрице. Получены данные, что такая специфичность обусловлена последовательностью нуклеотидов в s-PHK. Поэтому можно предположить, что каждое соединение аминокислота — s-PHK присоединяется к матричной РНК водородной связью. [c.486]

Принцип четвертичной структуры допускает синтез белковых молекул с высоким молекулярным весом на основе относительно небольшого объема генетической информации, достаточного для того, чтобы комплексы, образуемые ассоциацией, были биологически активными. Этот принцип экономии [4] особенно очевиден для крупных, упорядоченных биологических структур, как, например, оболочек вирусных частиц или структурных белков, которые состоят либо из идентичных полипептидных цепей, либо из небольшого числа полипептидных цепей разного типа. Например, белковая оболочка вируса табачной мозаики имеет молекулярный вес 37-10 и состоит из 2130 идентичных полипептидных цепей. [c.397]

На стр. 665 приведена формула белка вируса табачной мозаики. Синтез пептидов и белков [c.664]

Роль РНК в синтезе белка показана экспериментальным путем с помощью различных методов. Так, например, установлено, что синтез белка в клетках и тканях подавляется при разрушении РНК ферментом рибонуклеазой. Если обработать клетки амебы, корешки гороха или лука рибонуклеазой, то синтез белка в них прекращается. Под действием рибонуклеазы вирус табачной мозаики теряет способность размножаться в тканях табачного растения. Клетки бактерий, разрушенные ультразвуком, еще сохраняют способность синтезировать белок, но теряют ее после воздействия ферментом рибонуклеазой. В рибосомах, выделенных из проростков кукурузы и гороха, в присутствии рибонуклеазы прекращается синтез белка. [c.276]

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]

Попробуем опять подойти к этому вопросу на основании общих эволюционных положений. Речь идет, следовательно, об отборе в процессе эволюции молекул, агрегация которых автоматически приводила бы к построению все более биологически целесообразных структур. Наиболее естественно было бы выбрать с этой целью белки —вариация их аминокислотного состава и последовательности аминокислот заведомо обеспечивает любое необходимое разнообразие свойств молекул. Свойства молекул, синтезируемых нематричным путем (например, липидов или полисахаридов), могут варьировать в процессе эволюции лишь посредством значительно более громоздких механизмов. Для синтеза любой новой молекулы типа моносахарида или фосфолипида необходимо большое число строго специфичных ферментов. Таким образом, кажется вероятным, что когда потребовалось не просто отграничить клетку от внешней среды, но придать ей уникальную форму, для ее построения понадобились специальные структурные белки. Мысль эта находит подтверждение во всех случаях биоморфогенеза. Определяющая роль белков в морфогенезе на молекулярном уровне была выяснена в замечательных исследованиях самосборки вирусов ([см. 237]). Начало было положено при изучении вируса табачной мозаики (ВТМ). Этот вирус состоит из РНК (около 5% по весу) и белка. Частица ВТМ распадается на составные части под влиянием различных воздействий разбавленной щелочи, концентрирован- [c.145]

Результаты многочисленных исследований свидетельствуют о том что генетический код, установленный для Е. соИ, является универсальным. Так, например, в лабораториях Уитмана и Френкель-Конрата препарат РНК, экстрагированный из вируса табачной мозаики, обработали азотистой кислотой известно, что при этом происходит дезаминирование многих остатков цитозина с образованием урациловых остатков, в результате чего кодоны U U (серин) превращаются в UUU (фенилаланин). Аналогичным путем из кодона ССС (пролин) может образоваться СиС (лейцин). Оказалось, что при заражении растений табака препаратом РНК, обработанной азотистой кислотой, аминокислотная последовательность вирусного белка оболочки, выделенного из мутантных штаммов, действительно меняется [22]. Причем многие из происшедших изменений можно было точно предсказать исходя из данных, приведенных в табл. 15-3. Сходным образом, замены аминокислот в дефектных молекулах гемоглобина (рис. 4-17) в большинстве случаев могут быть обусловлены изменением только одного основания. Так, гемоглобин S может образовываться в результате одного из следующих изменений в седьмом кодоне GAA(Glu) GUA(Val) или GAG(Glu)- ->GUG(Val). Еще один аргумент в пользу универсальности генетического кода состоит в способности рибосом и молекул тРНК из Е.соН осуществлять трансляцию цепи мРНК, кодирующей синтез гемоглобина, и синтезировать при этом полноценный гемоглобин [23]. [c.195]

Микоплазмы представляют собой полиморфные микроорганизмы, прокариоты, отличающиеся от всех описанных выще бактерий отсутствием клеточной стенки и большим разнообразием форм в пределах не только одного вида, но и одного штамма встречаются одновременно шарообразные, эллипсовидные, дискообразные, чашевидные, булавовидные искривленные, нитевидные длинные до нескольких (2—5) мкм при толщине 150—200 нм (рис. 22). Тонкие нитевидные структуры могут образовывать формы ветвления. Наиболее крупные шарообразные формы достигают 10 мкм. А 1ельчайшие формы микоплазм получили название элементарных телец , размеры которых 125—220 нм, т. е. близки к размерам крупных вирусов. Для сравнения укажем, что палочкообразный вирус табачной мозаики имеет длину 350 нм [236], длина бактериофага молочнокислого стрептококка (Strepto o us la tis) 630—690 нм [241], Х-виру-са картофеля—1500—4290 нм. Вирус чумы рогатого скота 300—750 нм [241]. Из этого видно, что элементарные тельца микоплазм по размерам намного меньше перечисленных вирусов. Жизнеспособность элементарных телец микоплазм доказана. Поэтому и считается, что микоплазмы относятся к мельчайшим свободноживущим микроорганизмам. Микоплазмы не нуждаются в культивировании на живых клетках микроорганизмов подобно вирусам. Отсутствие клеточной оболочки делает их нечувствительными к пенициллину, подавляющему, как известно, синтез клеточных оболочек у бактерий. [c.65]

Имеются указания на то, что высшим растениям также свойственно динамическое состояние аминокислот и белков i86], однако на растениях проведено по этому вопросу значительно меньше исследований, чем на крысах. При изучении индуцированного синтеза р-галактозидазы у Es heri hia oti найдено, что этот фермент синтезируется не за счет аминокислот, имеющих источником другие клеточные белки. Этот процесс носит необратимый характер, и, по имеющимся данным, другие клеточные белки Е. соИ не обменивают своих аминокислот с метаболическим фондом аминокислот, используемым для биосинтеза ]3-галактозидазы (стр. 275). Еще один пример необратимого процесса синтеза белка — образование вируса табачной мозаики 87] хотя вирус синтезируется из продуктов распада белков листьев, между однажды синтезированным вирусом и тканями листа не происходит обмена компонентами. [c.179]

При заражении растений табака вирусом табачной мозаики внутрь клеток проникает только РНК вируса, освобожденная от белковой оболочки. Вслед за этим в ядре клетки начинается синтез новой вирусной РНК. Под контролем этой вновь синтезированной РНК происходит синтез вирусного белка в цитоплазме. В результате соединения вновь синтезированной РНК с белком образуется новая полная вирусная частица. В нормальных условиях из 10 вирусных частиц только одна способна вызывать инфекцию, но из этой одной частицы за сутки образуется примерно 10 новых. Синтез ВТМ, обладающих инфекционной способностью, был осуществлен в выделенных из растений бес-клеточных системах, в которые вводили рибонуклеозидтрифос-фаты всех четырех типов и М ++. [c.362]

Однако по мере накопления новых данных о специфичности РНК все больше и больше стало укрепляться мнение о матричной роли самой РНК в белковом синтезе. Особенно решающими в этом отношении оказались факты, открытые в 1956 г. одновременно в лабораториях Шрамма и Френкель-Конрата. Этим исследователям впервые удалось разделить вирус табачной мозаики, который является рибонуклеопро-теидом, на белок и РНК. РНК при этом сохранила свою высокую полимерность и вообще все свои нативные свойства. [c.77]

Б другой серии опытов РНК вируса подорожника соединялась с белком вируса табачной мозаики, и, наоборот, получались своеобразные вирусы-гибриды. Если теперь такие гибридные вирусные нуклеопро-теидные частицы внести в клетку растения-хозяина, то образуюхцееся в результате инфекции и воспроизведения вирусное потомство целиком и полностью как в отношении своего нуклеиново-кислотного, так и белкового компонента соответствует тому вирусу, из которого была выделена РНК. Таким образом оказалось, что специфика белкового компонента вирусной частпцы никак не сказывается па потомстве, и, следовательно, всю специфичность нуклеопротеидной частицы определяет в данном случае РНК вируса. Специфическая РНК, введенная в клетки хозяина, определяет как синтез соответствующ,его ей специфического белка, так и синтез самое себя. [c.78]

Следующие шаги в направлении усовершенствования и упрощения ферментной системы, синтезирующей белок in vitro, сделали Ниренберг и Матеи. Они руководствовались идеей, что РНК вирусов работает в клетке хозяина в качестве ИРНК, т. е. программирует синтез белков в рибосомах. Так как получить очищенную РНК вируса табачной мозаики не представляет особого труда, то ее и использовали в качестве ИРНК в рибосомном препарате из Е. oli. В итоге происходила значительная стимуляция синтеза белка, достигавшая 500%. Этот опыт снова показывает универсальность рибосом, их способность синтезировать произвольные белки, в частности абсолютно чуждые данному организму. [c.477]

Инфекционная №К — биошгичеси активная РНК вирусов и бактериофагов. РНК с инфекционными свойствами выделены из вируса табачной мозаики (ВТМ), вируса желтой мозаики репы, вируса полиомиелита, а также из бактериофага М52. В инфекционной РНК заключена информация о синтезе вирусного потомства. Как и в случае инфекционной вирусной ДНК, заражение клеток чистой инфекционной вирусной РНК ведет к образованию зрелых активных вирусных частиц. [c.55]

Этот треугольник ясно показывает, что каждый из членов триады в обще.м принципиально способен влиять на синтез двух других и служить источником информации. Это, конечно, не препятствует тому, что иногда в определенных биологических объектах, как, например,. мы это видели в случае вируса табачной мозаики, РНК служит источником информации и определяет с1П1тез вирусного белка. В этом случае процесс можно изобразить так РНК- Белок. [c.102]

В настоящее время экспериментально доказано, что вирусы по своему химическому строению являются нуклеопротеидами, т. е. состоят главным образом из белка и нуклеиновой кислоты. Молекула нуклеиновой кислоты находится внутри вирусной частицы и окружена белковой оболочкой. Все вирусы можно разбить на две группы вирусы, содержащие РНК, и вирусы, содержащие ДНК. Все изученные вирусы растений содержат только РНК. Важные доказательства первостепенной роли РНК в синтезе белка были получены в опытах Г. Шрамма и Т. Френкель-Кон-рата, которые показали, что заболевание листьев табака вирусом мозаики вызывает РНК вируса. При этом, будучи введенной в здоровый лист табака, она воспроизводится не только сама, но и вызывает синтез белка, входящего в состав вируса табачной мозаики. Если из вируса табачной мозаики выделить РНК, подвергнуть ее химической обработке азотистой кислотой, то изменится нуклеотидный состав РНК, так как входящий в нее цитозин дезаминируется и превращается в урацил. [c.276]

Правда, в настоящее время известны такие примитивные существа, как вирусы и бактериофаги. Они во много сотен раз уступают по своим размерам даже бактерия.м. Их уже не назовешь клетками, так как эти организ.мы имеют столь примитивное строение, что могут существовать только внутри других живых клеток, Однако изучение их строения, питания, размножения дало и дает еще. много интересного для позна-П1 я секретов жизни, Вспомни.м, например, что изучение размножения вируса табачной мозаики помогло выяснить роль РНК в синтезе белка. [c.132]

Данные биохимических и генетических исследований свидетельствуют о том, что нуклеиновые кислоты определяют процесс синтеза не только реплик этих кислот, но и белков. Можно привести следующие факты, указывающие на фундаментальную роль нуклеиновых кислот в биологических процессах. Прямыми опытами показано, что изменение ДНК некоторых бактерий влияет на их наследственные свойства. ДНК, изолированная из одного типа бактериальной клетки (пневмококк), может быть использована для наследственноустойчивого превращения клетки второго типа. Так, штамм, неустойчивый по отношению к пенициллину, может быть превращен в пенициллиноустойчивый путем введения соответствующей ДНК. Был открыт целый ряд такого рода явлений [ ]. При внедрении только нуклеиновой кислоты бактериофага в клетку в ней репродуцируется весь бактериофаг, состоящий из нуклеиновых кислот и белков. Сходные факты обнаружены при исследовании вирусов, в частности вируса табачной мозаики, также состоящего из нуклеиновой кислоты (РНК) и белковой оболочки. Оказалось, что чистая РНК вируса обладает инфицирующей способностью — при введении в клетку РНК в ней размножается вирус, т. е. белок достраивается в соответствии с природой, введенной РНК [ ]. [c.232]

В химии белка уже достигнут ряд выдающихся результатов. Разработаны современные физико-химические методы исследования аминокислот, пептидов и белков. Установлена первичная структура некоторых белковых ферментов и гормонов, таких, как адренокортикотропный гормон, инсулин, рибонуклеаза, миоглобин, гемоглобин, цитохром с, лизоцим, химотрипсиноген, белок вируса табачной мозаики и других. Успешно развиваются методы синтеза биологически активных белков и пептидов. В 1963 г. осуществлен синтез первого высокомолекулярного белка гормональной природы — инсулина, а в 1969 г. — синтез фермента р1[бонуклеазы (124 аминокислотных остатка). Изучена пространственная структура миоглобина, гемоглобина, лизоцима, химотрипсина, карб-оксипеитидазы А, рибонуклеазы и других белков. Эти достижения помимо их высокой научной ценности имеют громадное практическое значение для медицины, сельского хозяйства и ряда отраслей промышленности. [c.18]

Согласно современным представлениям относительно синтеза вируса табачной мозаики (ВТМ), подтвержденным некоторыми экспериментальными данными (см. Mundry, 1963), удаление белковой оболочки происходит в основном за первые 30 мин после заражения. Затем в ядрах клеток, примыкающих к месту инфекции, происходит размножение РНК, продолжающееся около полутора [c.130]

Б. Белок, образующийся в наименьшем количестве, синтезируется на очищенной мРНК вируса табачной мозаики (ВТМ) в результате того, что считывается кодон, обычно служащий стоп-кодоном. Хотя механизм такого редкого события и трудно понять, но можно все же предположить, что оно происходит тогда, когда трансляционная система ретикулоцитов ошибочно встраивает в сайте стоп-кодона аминокислоту, вместо того чтобы закончить синтез. Несколько удивительно то, что второй кодон терминации не встречается на протяжении 506 кодонов. [c.282]

Данную проблему решили в 1993 г. X. Хама-мото с соавторами, которые предложили использовать природную стратегию синтеза двух полипептидов РНК-полимеразы вируса табачной мозаики. Авторы создали векторную конструкцию, в которой после стоп-кодона гена СР ввели последовательность из шести нуклеотидов, обеспечивающую прочтение этого кодона как значащего. Далее в совпадающей рамке трансляции встроили последовательность, кодирующую пептид длиной 12 АК — ингибитор фермента, конвертирующего ангиотензин-1. При введении гибридной РНК TMV в клетки растений наблюдался синтез как немодифици-рованного СР, так и его химерной формы. После сборки вирусные частицы содержали в своем составе около 5 % химерных молекул СР (см. рис. 19.10, б). Продуктивность в листьях табака или томатов в пересчете на химерный белок при этом достигала 100 мкг/г сырого веса. [c.477]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология