Дефектный белок

Еш,е до того как была окончательно установлена триплетная природа кодонов, Крик и его сотрудники, остроумно использовав мутации со сдвигом рамки, доказали, что генетический код действительно составлен из нуклеотидных триплетов. Рассмотрим, что произойдет при спаривании двух штаммов бактерий, каждый из которых несет мутацию со сдвигом рамки (например, делецию —1). В результате генетической рекомбинации могут образоваться мутанты, содержаш,ие обе мутации со сдвигом рамки. Однако распознать такие рекомбинанты будет трудно, так как (согласно практически любой теории кодирования) они по-прежнему будут продуцировать полностью дефектные белки. Крику и его сотрудникам удалось, однако, ввести в тот же ген третью мутацию со сдвигом рамки того же типа и наблюдать, что рекомбинанты, несуш,ие все три делеции (или вставки), были способны синтезировать, по крайней мере частично, активные белки. Это объясняется просто. Делеции одного или двух нуклеотидов полностью инактивируют ген, тогда как при делеции трех нуклеотидов, расположенных в пределах одного гена и близко друг от друга, ген укорачивается лишь на три нуклеотида. В гене будет содержаться в этом случае лишь небольшая область с измененными кодонами. Кодируемый белок будет нормальным, за исключением небольшого участка, в котором некоторые из аминокислот будут заменены, а одна будет полностью отсутствовать. Мы уже знаем, что в большинстве белков полностью инвариантна лишь сравнительно небольшая доля аминокислот. Таким образом, очень часто ген, в котором модифицирована небольшая область, может синтезировать функционально активные продукты при условии, что не произошло сдвига рамки считывания. [c.252]

Имеются все основания полагать, что процесс старения запрограммирован генетически. Поэтому главная атака на естественные возрастные границы должна производиться средствами молекулярной биологии. Одна из гипотез утверждает, что повинны в старении полифункциональные соединения, представляющие собой продукты обмена веществ (например, яблочная, янтарная и фумаровая кислоты, а также радикалы). Между двумя соседними молекулами этих веществ возникают мостиковые связи, благодаря чему молекулы как бы сшиваются. Подобные ошибки ведут к накоплению дефектных белков, функциональным нарушениям работы клетки и в конечном счете к старению. [c.350]

Перед полным подавлением синтеза белка антибиотик успевает нарушить последовательность аминокислот в белках и в результате этого вызвать образование дефектных белков, которые, накапливаясь в мембране, приводят к нарушению ее барьерных функций. [c.435]

Генетические болезни человека являются важной проблемой международного здравоохранения. Например, по оценкам Всемирной организации здравоохранения в мире более 200 миллионов носителей гемоглобинопатий и ежегодно появляется от 200 до 300 тысяч серьезно больных гомозигот или сложных гетерозигот. В кавказских популяциях каждый двадцатый является носителем муковисцидоза-рецессивного повреждения экзокринных желез, приводящего к смерти пораженных этой болезнью в возрасте около 20 лет. При некоторых генетических болезнях, для которых охарактеризованы дефектные белки (например, Р-глобин при Р-талассемии), можно проводить биохимические тесты на отсутствие генных продуктов в пробах эмбриональной крови. Этот подход, однако, не является общим, поскольку генетическая болезнь не всегда приводит к изменениям белков в эмбриональной крови. В этих случаях особую ценность представляют специфические генные зонды, которые можно использовать независимо от типа исследуемых клеток. [c.66]

Нормальное сырье имеет слабокислую реакцию, соответствующую pH 6,0—6,2, которая обусловлена наличием фосфорно-органических соединений, белками кислотного характера, жирными кислотами и небольшим количеством органических кислот (яблочной, щавелевой и др.). В дефектном сырье, подвергавшемся самосогреванию и гниению, количество кислых продуктов значительно увеличивается в результате превращения микроорганизмами углеводов в молочную, уксусную, масляную и другие кислоты. Чем больше начальная кислотность сырья, тем разнообразнее и глубже гидролитические реакции, протекающие при разваривании. [c.86]

Скорость транскрипции регуляторных генов обычно очень низка, но держится на постоянном уровне. Возможно, это объясняется тем, что РНК-полимераза медленнее инициирует синтез цепей РНК на промо-торных участках регуляторных генов. Так, в каждой клетке Е. соН в норме содержится всего лишь около 10 молекул /ас-репрессорного белка. Поскольку репрессоры имеют очень важное значение для регуляции метаболизма, регуляторные гены представляют чувствительные участки для мутаций. Так, например, мутация регуляторного гена может привести к образованию дефектного репрессора, неспособного более [c.202]

Можно возразить, что это преимущество невелико, поскольку введение одной дефектной субъединицы в тетрамерный белок может подавить функцию всего олигомера. Но обычно этого не происходит олигомерные белки находятся в динамическом состоянии диссоциации и реассоциации субъединицы обмениваются между олигомерами и дефектные устраняются. С помощью такого диспропорционирования могут быть исправлены природные дефекты и химические изъяны индивидуальных субъединиц [81]. [c.66]

Агентство по охране окружающей среды приняло решение рассматривать две заявки, которые касались бактерий, дефектных по гену белка, ответственного за образование кристаллов льда, как стандарт для разработки правил, регламентирующих полевые испытания всех ГМО, Каждое предложение подвергалось критическому анализу, который включал оценку испытаний с точки зрения безопасности для окружающей среды, экологических последствий и возможного влияния на здоровье человека, а также подробное изучение самого ГМО. В [c.524]

Нельзя было представить, что столь сложная, занимающая много времени и зачастую кажущаяся избыточной процедура может войти в повседневную практику утверждения полевых испытаний ГМО. Высказывались предположения, что по мере накопления опыта такой подход будет упрощен без потери эффективности оценки возможного вреда для окружающей среды. После очень сложной аналитической процедуры по каждой заявке наконец было выдано разрешение на проведение полевых испытаний бактерий, дефектных по гену белка, который ответствен за образование кристаллов льда. Однако в обоих случаях, несмотря на различия в условиях испытаний, местным жителям, обеспокоенным высвобождением ГМО в окружающую среду в непосредственной близости от их домов, удалось получить решения суда о временной приостановке таких испытаний. А тем временем Агентство по охране и Министерство сельского хозяйства разработали более совершенные методики оценки риска от попадания ГМО в окружающую среду. Кроме того, за это короткое время персонал данных ведомств повысил свою квалификацию, необходимую для обработки и анализа данных, представленных в заявках на разрешение поле- [c.524]

Известны многочисленные случаи наследуемых нарушений синтеза белка, приводящих к тяжелым патологическим состояниям. Например, частичное подавление синтеза а- или р-цепей гемоглобина приводит к развитию гемолитических анемий или талассемий. В некоторых странах щироко распространена р-талассемия, связанная с наличием дефектных генов, кодирующих синтез р-цепей гемоглобина. Мутации генов, кодирующих синтез а-цепей, приводят к тяжелым последствиям уже на уровне внутриутробного развития плода. [c.88]

Если клетку, будь то бактериальная клетка или метка животного, лишить тимина, то она уже не сможет синтезирОг вать ДНК. Однако синтез белков и РНК может при этом продолжаться. Это можно показать экспериментально, используя мутантов, нуждающихся в тимине. Тем не менее эти клетки рано или поздно теряют жизнеспособность и погибают. Причина такой бестиминовой смерти неясна. Возможно, ти-мин необходим для репарации повреждений ДНК, и при его отсутствии происходит транскрипция поврежденной ДНК, что в конечном итоге приводит к синтезу дефектного белка. Но какова бы ни была причина, это явление положено в основу некоторых наиболее эффективных подходов к химиотерапии рака. Раковые клетки со свойственным им быстрым метаболизмом особенно чувствительны к отсутствию тимина. Поэтому тимидилат-синтетаза оказывается одной из наиболее удачных мишеней для воздействия ингибиторами. Одним из мощ ных ингибиторов этого фермента является монофосфат 5-фтор-2 -дезоксиуридина. Его ингибирующее действие было обнаружено, когда выяснилось, что 5-фторурацил можно использовать для химиотерапии рака. [c.165]

Единственная установленная функция витамина К — это его связь со свертыванием крови. Как удалось проследить, недостаточность витамина К приводит к понижению содержания протромбина (рис. 6-16), некоторых факторов свертывания крови (факторов VII, IX и X) н одного плазматического белка, функция которого пока еще не установлена. В 1972 г. было обнаружено, что дефектный протромбин, образующийся в печени в отсутствие витамина К, не способен связывать ионы кальция, необходимые для последующего связывания протромбина с фосфолипидами и активации его в тромбин. Основываясь на этих сведениях, удалось локализовать структурные различия между нормальным и дефектным белком в М-концевом участке этого гликопротеида, содержащего 560 остатков . Из триптических гидролизатов нормального и дефектного протромбина были выделены пептиды, различающиеся по электрофоретической подвижности. Тщательный химический анализ в сочетании с изучением ЯМР-спектров показал, что в нормальном протромбине остатки в положениях 7, 8, 15, 17,20, 21, 26, 27, 30 и 33, которые при определении аминокислотной последовательности были все идентифнцнро-ваны как глутаминовая кислота, в действительности являются остатками карбокснглутамата. [c.389]

Мутации, делающие кодон бессмысленным (попзепзе-мутации), т. е. не несущим информации (например, УАА или УАГ). В этом случае происходит обрыв полипептидной цепи и образование дефектного белка. [c.455]

Оказалось, что внутригенные супрессорные мутации возможны не только в случае делеций или вставок, но и в тех случаях, когда исходная мутация обусловлена заменой основания, что, как мы помним, приводит к синтезу дефектного белка, в полипептидной цепи которого какая-то одна аминокислота заменена на другую. Вторая, независимая мутация в том же самом гене приведет к замене еще одной аминокислоты в другом участке полипептидной цени, причем эта вторая мутация может частично или полностью компенсировать дефект от первой мутации, так что функциональная активность белка будет восстановлена. Известно, что замена остатка глицина на остаток глутаминовой кислоты в одном положении белка А триптофансинтетазы может быть компенсирована второй заменой (которая сама по себе также приводит к инактивации белка) — тирозина на цистеин (расстояние между этими двумя точками равняется 36 аминокислотным остаткам). [c.495]

Повышая стабильность дефектных белков, мутация Ion частично супрессирует температурно-чувствительную делецион-ную мутацию rpoD800, повреждающую основную сигма-субъеди-ницу РНК полимеразы Е. соИ. Клетки, несущие эту мутацию, растут при температуре 30°С, но не могут расти при 41,5 С, очевидно, в связи с деградацией поврежденного белка. Двойные мутанты RpoD800Lon развиваются при указанной температуре, хотя в отличие от бактерий дикого типа не способны к росту при 43 С. [c.54]

У штамма, несущего мутацию rpoD800, были получены псевдоревертанты (истинные ревертанты в связи с делеционной природой мутации возникнуть не могут), растущие при 43 С. У них оказался резко сниженным протеолиз дефектных белков, хотя мутации затрагивали не Ion-ген, а другой локус, известный под названием htpR. Это регуляторный ген, контролирующий синтез по крайней мере двух десятков белков, которые индуцируются при тепловом шоке, т. е. резком повышении температуры культивирования. [c.54]

Генные мутации представляют собой молекулярные, не видимые в световом микроскопе изменения структуры ДНК. К мутациям генов относятся любые изменения молекулярной структуры ДНК, независимо от их локализации и влияния на жизнеспособность. Некоторые мутации не оказывают никакого влияния на структуру и фунвщию соответствующего белка. Другая (большая) часть генных мутаций приводит к синтезу дефектного белка, не способного выполнять свойственную ему фунвщию. Именно генные мутации обусловливают развитие большинства наследственньгх форм Патологии. [c.99]

Отбор среди таких мутантов — один из широко применяемых и эффективных методов получения и улучн1ения штаммов продуцентов первичных метаболитов. Из числа различных структурных аналогов этих веществ наиболее пригодны для селекционных целей те, которые действуют на регуляторные системы синтеза подобно природному метаболиту, но не могут выполнить основной функциональной роли этого метаболита в клетке. Так, аналог аминокислоты, добавленный к клеткам, находящимся в минимальной среде, имитирует избыток этой аминокислоты на уровне систем, контролирующих ее синтез (регуляторных ферментов и (или) регуляторных генов), но при этом пе может заменить аминокислоту в белках не способен включиться в белок или, включаясь, приводит к образованию дефектных белков, вызывая в обоих случаях голодание клетки по природной аминокислоте и останавливая рост. Добавление природной аминокислоты вместе с ее аналогом устраняет это голодание. В этих условиях клетка, прекратив синтез аминокислоты вследствие избытка последней и присутствия аналога, использует внешнюю аминокислоту для жизнедеятельности. [c.90]

Два первых подхода называют еще антисмысловыми , поскольку они основаны на использовании одноцепочечных олигонуклеотидов в противоположной ориентации. Так, с помощью антисмысловой технологии, заключающейся в отжиге на мРНК комплементарного какой-то ее части олигонуклеотида, происходит почти полное блокирование процесса трансляции данной мРНК, за счет чего кодируемый ею фермент или какой-то другой белок практически не вырабатывается. Таким образом, можно частично исправить вредную мутацию, не допустив появления в клетках дефектного белка или хотя бы резко снизив его количество. Использование подобного олигонуклеотида на транскрипционном уровне рассчитано на его взаимодействие с двойной спиралью ДНК путем инвазии и образования так называемых триплексных структур, которые мешают процессу транскрипции и следовательно ведут к непоявлению соответствующих мРНК. [c.65]

Комплекс физико-химических свойств природных волокнообразующих полимеров обусловлен первичным, вторичным и более высокими уровнями их структурной организации. Каждый из полимеров, представляющий интерес как волокнообразующий (целлюлоза, хитин, фибриллярные белки), имеет определенное биофункциональное назначение. Особенность биосинтетических процессов такова, что первичная структура макромолекул этих полимеров формируется как регулярная, несмотря на возможность случайного включения в них "дефектных" звеньев. Регулярность строения полимерных цепей предопределяет возможность их самоупорядочения (кристаллизации). Параметр гибкости макромолекул природных волокнообразующих полимеров /ф несколько больше 0,63, что позволяет отнести их к полужесткоцепным полимерам. [c.288]

ИЗ цепей ДНК дефектна (например, содержит тиминовый димер или АР-сайт), а комплементарная цепь не могла быть синтезирована из-за дефекта в матрице и поэтому напротив поврежденного участка остается незастроенная брешь (см. рис. 47). Единственный способ безошибочной репарации такого повреждения — это использовать в качестве эталона второй полученный при репликации дуплекс ДНК. т. е. использовать рекомбинацию для репарации повреждения. У Е.соН эту задачу способен выполнить Re A-белок вместе с ферментами репарации. Для НесА-белка одноцепочечный участок двуспиральной молекулы ДНК, содержащий повреждение, является излюбленным участком связывания. Связавшись с таким местом, Re A-6e-лок вовлекает его в рекомбинационное взаимодействие с гомологичным неповрежденным дуплексом, причем как разорванная, так и поврежденная цепи ДНК оказываются спаренными с неповрежденными комплементарными цепями, что позволяет их репарацию описанными в предыдущей главе репарационными системами (рис. 62). Таким путем осуществляется пострепликативная, или рекомбинационная, репарация. Аналогичным образом за счет рекомбинации происходит репарация двуцепочечных разрывов ДНК. [c.94]

В вирусной РНК записана информация для синтеза по крайней мере трех групп вирус-специфических белков структурных белков сердцевины вириона (Qag-белков), ферментативных белков, принимающих участие в обратной транскрипции вирусного генома и в интеграции вирус-специфической ДНК и клеточной хромосомы (продуктов гена pol), и белков, входящих в состав наружной липо-протеидной оболочки вириона (Env-белков). У некоторых ретровирусов есть дополнительные гены нередко наблюдаются также всякого рода перестройки генома, что обычно ведет к дефектности вируса, т. е. к его неспособности размножаться без вируса-помощника. [c.309]

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]

Вторая часть доказательства коллинеарности между нуклеотидной последовательностью в ДНК и последовательностью аминокислот в белках включала в себя определение полной аминокислотной последовательности триптофансинтетазы и картирование пептидных фрагментов мутантных ферментов (гл. 2, разд. 3,2). Пептидные карты позволили идентифицировать дефектные пептиды и точно установить природу аминокислотных замещений в большом числе различных ауксотрр-фов по триптофану. Когда это было сделано, оказалось, что мутациям, локализованным очень близко друг к другу, соответствовали аминокислотные замещения в непосредственно (или очень близко) прилегающих друг к другу участках полипептидной цепи. [c.251]

Дефектные и чужеродные белки деградируют в клетке при участии АТФ-зависимой системы протеолиза. У эукариот (все организмы, кроме ба> терий и синезеленых водорослей) эта система включает низкомол. белок убикитин, образующий с белками-субстратами конъюгат, и протеазы, расщепляющие этот конъюгат. [c.113]

В большинстве протоколов генной терапии ех vivo и in vivo используются клонированные генетические конструкции, возмещающие функциональную форму белка, который не синтезируется в организме больного или синтезируется в дефектной форме. Однако многие заболевания [c.503]

Таким образом, при наследственных заболеваниях первичные нарушения обмена отдельных аминокислот чаще всего связаны с синтезом дефектных ферментных белков или их полным отсутствием (ферментопатии, или энзимо-патии). Идентификация химической реакции или ферментативной системы, нарушение функции которой является первопричиной развития тяжелого наследственного заболевания, представляет не только большой теоретический интерес, но и играет решающую роль в диагностике и терапии этих болезней. [c.410]

Наконец, на рис. 1 представлен вариант (г) спирально-кристаллического порядка, характерный для многих фибриллярных белков и полинуклеотидов. В данном случае фибрилла, или, точнее, протофибрилла, образована намотанными друг на друга спиралями, обычно скрепленными межцепными водородными связями. Протофибриллы сочленены гибкими перемычками. Высокое развитие внутреннего порядка в системах типа г приводит к очень резким фазовым превращениям волокна, имеющие мультиспиральную структуру, не меняют прочности и модуля при изменении температуры вплоть до температуры плавления (см. раздел 5), тогда как обычные волокна с дефектной кристаллической структурой (типы а и б) теряют механические свойства постепенно. Зависимость температуры плавления мультиспиральных структур от нагрузки сложна и будет рассмотрена ниже. [c.51]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология