Мутации оператора

Рис. 14.4. Конститутивные мутации оператора (о ) являются 1 ис-доминантными. Верхний оперон содержит мутантный оператор, не способный связываться с репрессором. Поэтому прилегающие к нему структурные гены выражаются конститутивно. Нижний оперон содержит оператор дикого типа, способный связываться с репрессором и поэтому выражаемый только при индукции. Поведение каждого ряда структурных генов контролируется исключительно смежным оператором. Другой оператор не влияет на их свойства.

Мутации в гене-регуляторе проводят таким образом, чтобы его продукт — белок-репрессор — утрачивал способность связываться либо с индуктором, либо с оператором. В результате мутаций исче- [c.38]

Переход аналога в генное состояние до gn невозможен потому, что этому мешает барьер, вызванный отклонением от состава натурального нуклеотида. При неполном преобразовании, остановившемся на ступени I, разность п—-1 связана с установлением квази-генетического уровня и неполной устойчивостью. При полном переходе до уровня п = 1 взятый вначале свободный нормальный нуклеотид в химическом состоянии превращается под влиянием матрицы в стандартную единицу генного материала. При действии оператора аутокатализа на нормальный по составу нуклеотид реализуется полная и наибольшая вероятность перехода от начального химического к конечному генетическому состоянию. При описании с помощью 8 действия генного оператора на преобразование нуклеотид-аналога вероятность перехода не полная и не максимальная, так как отсутствуют некоторые стабилизирующие и завершающие конечные ступени. Для нормальных нуклеотидов, находящихся в гене, спонтанный обратный переход от конечного к начальному состоянию полностью запрещен для нуклеотид-аналога, преобразованного до виртуального генетического состояния, существует известная вероятность спонтанного обратного перехода. Под влиянием внешних раздражений она возрастает. Однако и без них вторичные мутации — в виде транзиций и трансверсий — обнаруживают известную недостаточность характеристики п—1), указывая на преимущество узлового положения перехода, удовлетворяющего (/г = 1). [c.26]

Ввиду сосредоточения в генетическом поле возможностей созидания на базе появившихся многочисленных операторов в мутагенных пиках можно видеть приближение к новому, собственно генетическому варианту катализа, который не моЖет быть реализован в химии. Замечательный причинный комплекс химического катализа отмечен большим разнообразием, и нет ничего удивительного в том, что катализ может развернуться не только в химии. По условиям появления транс-химического поля в генетике развертывается намного более сильная и необычная для молекулярного мира форма катализа, которая приходится сродни мутагенным пикам химического состояния. Самостоятельно они еще не могут осуществить генетический катализ, но в силу родства с генами вызывают мутации при контакте с генным полем. Известная индивидуальность этих ников и различных доступных производных мутагенов внутри каждого пика позволяет более конкретно представить богатство движущих сил химического состояния, которые выражают тяготение к нехимическим формам созидания. Хотя в подавляющем большинстве случаев их возможности не поднимаются выше мутагенеза, многочисленность, некоторая избирательность и общий знаменатель родства , обнаруживаемый ими в контакте с уже возникшим генным полем, указывают па почву, из которой они выросли. [c.69]

Принимая во внимание все сказанное выше, мы можем рассматривать индукцию как дерепрессию. Известен ряд бактериальных мутантов (конститутивные мутанты, о =), у которых ферменты образуются с одинаковой эффективностью и в присутствии, и в отсутствие индуктора. В ряде случаев мутация у этих бактерий затрагивает оператор и проявляется в том, что снижается сродство к репрессору [1564]. Однако мутации могут затрагивать и репрессор, что проявляется либо на участке связывания с оператором (так что синтез ферментов постоянно дерепрессирован), либо на участке связывания с индуктором (в этом случае синтез ферментов постоянно репрессирован) 143]. [c.65]

В клетках, содержащих один регуляторный ген lad , а другой lad , восстанавливается нормальная регуляция. Структурные гены и в этом случае подчиняются нормальной регуляции, оказываясь репрессированными в отсутствие индуктора. Этот процесс проиллюстрирован на схеме, представленной на рис. 14.3. Конститутивные мутации в репрессоре ведут к утрате им способности связываться с оператором. В результате в промоторе может свободно инициироваться транскрипция. Однако введе- [c.179]

Исходно оператор был идентифицирован благодаря вьщелению конститутивных мутаций, обозначенных о", характерные свойства которых свидетельствовали о том, что область, повреждаемая мутациями, не детерминирует диффундирующего продукта. Структурные гены. [c.179]

Вверху. Мутация lad вызывает образование неактивного репрессора. Он не способен связываться с оператором. В результате оперон выражается. Внизу. Введение гена lad ведет к синтезу нормального репрессора. Он отличается активностью в транс-положении, способен связываться с оператором и отделяться от него при добавлении индуктора. [c.180]

Оператор способен контролировать только расположенные рядом с ним гены la . Если в бактериальную клетку ввести второй /ас-оперон в независимой молекуле ДНК, он будет содержать свой собственный оператор. Два оператора не будут влиять друг на друга. Так, в том случае, когда оперон имеет оператор дикого типа, он будет репрессироваться при обычных условиях, тогда как второй оперон с мутацией о будет выражаться характерным для него путем. [c.180]

Способ проверки таких мутаций на практике сводится к определению способности двух оперонов, отличающихся как своими структурными генами, так и операторами, комплементировать между собой. Предположим, что мы сконструировали диплоидную комбинацию. [c.180]

И оператор,-МЫ не можем классифицировать мутации с помощью комплементационного теста. Мы можем различить их только по их влиянию на фенотип. [c.181]

Распределение сайтов мутаций показывает, что левая часть оператора проявляет более высокую чувствительность к повреждениям она несет шесть мутаций по сравнению с двумя в правой части. Две мутации в правой части являются строго симметричными копиями мутаций, [c.183]

В случае некоторых мутантных репрессоров имеет место определенный тип взаимодействия, названный негативной комплементацией. Она может наблюдаться при комбинировании генов lad w. lad . Мутация lad ведет к образованию репрессора, который не способен связываться с оператором и является поэтому представителем аллелей- конститутивного типа. Поскольку мутация типа lad инактивирует репрессор, она является рецессивной по отношению к дикому типу. Однако символ — d указывает, что этот вариант негативного типа проявляет доминантность в случае объединения с аллелем дикого типа. [c.184]

Роль N-концевой области в специфическом связывании репрессора с ДНК подтверждается также локализацией в соответствующей части молекулы ДНК мутаций прочного связывания . Такие мутации повышают сродство репрессора к оператору, причем иногда в такой степени, что он не может отделяться от него даже в присутствии индуктора. Это редкий тип мутаций. [c.184]

В свете этих данных становится понятно, почему мутации, уменьшающие сродство оператора к репрессору в 20-30 раз, приводят к конститутивному выражению генов оперона. В пределах генома мутантные сайты могут утратить преимущество в отношении случайных сайтов. Их специфическое сродство к репрессору по сравнению со случайными сайтами оказывается не настолько выраженным, чтобы они могли сохранять свой статус предпочтительных нуклеотидных последовательностей. [c.186]

Транскрипция инициируется в положении +1. Обычные гексамеры, родственные каноническим последовательностям, присутствуют в положениях — 10 и - 35. Существует повтор из 10 пар оснований в пределах оператора (с одним несовпадающим положением). Все мутации о локализуются в пределах области двойной симметрии, но вне канонической последовательности в положении — 10, с которой она перекрывается. [c.192]

В сайтах 1 и 2 операторов Ol и Or были найдены вирулентные мутации. В обоих случаях наблюдается изменение состава оснований. Эти мутации варьируют по степени вирулентности-в зависимости от степени уменьшения сродства сайта связывания с репрессором и от взаимоотношения поврежденного сайта с промотором. В соответствии с выводом о том, что операторы Or 3 и [c.216]

Существуют так называемые мутации оператора (см. гл. XXI), приводящие к включению (или выключению) целой группы генов (оперона), причем влияние таких мутаций проявляется только в г мс-конфигурации. Это означает, что комбинации Oab io и о аЪсЮ по-разному влияют на синтез белков А, В и С. Первая из этих комбинаций возникает при введении о в генотип ОаЬс, а вторая — при введении О в генотип о ab . Переход О -у о может приводить либо к инактивации всех генов оперона (мутанты 0°), либо к их одновременной активации в отсутствие внешнего индуктора (мутанты 0 ). [c.503]

Мутации оператора. Первоначально оператор определяли как локус, мутации в котором (0 ) приводят к конститутивному синтезу всех ферментов даннодю оперона. Мутации 0 фенотипически эквивалентны мутациям i в том смысле, что в отсутствие внешнего индуктора они обусловливают некоторое повышение уровня всех ферментов оперона. Их можно, однако, отличить от мутаций i по следующим четырем признакам 1) мутации 0 локализуются на одном из концов оперона, тогда как мутации i локализуются вне оперона 2) диплоиды 0 /0 конститутивны, тогда как диплоиды индуцибельны 3) мутация 0 затрагивает только гены одной и той же хромосомы (г ис-конфигурация) диплоид конститу- [c.538]

В штамме бактерий, у которых имеется полная система ферментов для синтеза гистидина, т. е. у клеток His , при низкой концептрации гистидина и благоприятных условиях питания удавалось получить концентрации соответствующих ферментов, в 10 — 15 раз бблыпие, чем обычные. При подавлении гистидином концентрации ферментов падали не до нуля, а примерно до той низкой концентрации, которая наблюдается обычно в диком штамме. В этом случае не было получено конститутивных мутантов, но зато найдены точечные мутации, расположенные на гене-. тической карте у края всей области, нри которых выключался одновременно синтез всей серии ферментов, ведущих к гистидину. Это — мутации оператора, выводящие из строя одним ударом весь онероп. [c.494]

Две формы белка С должны иметь различные сайты связывания в контролирующей области ага-оперона. Они были идентифицированы с помощью г/ис-мутаций. Оператор агаО определяется обычным способом, как сайт, в котором происходит связывание С . Инициатор, ага1. [c.197]

Наиболее убедительным доводом в патьзу предположения о специфическом контакте репрессора и РНК-полимеразы служит анализ. мутантных форм л-репрессора, которые сохранили способность связываться с оператором, но потеряли способность стимулировать транскрипцию с Ррм. Оказалось, что эти мутации затрагивают биспиральный ДНК-узнающий элемент репрессора. Измененные а.минокислотные остатки не участвуют в контактах с ДНК и, располагаясь на поверхности репрессора, могут контактировать с находящимся поблизости участком РНК-полимеразы (рис. 88). [c.146]

Модель оперона полностью подтверждена генетическими исследованиями, доказавшими существование гена-регулятора, гена-оператора и их мутаций. Синтез -галактозидазы в Е. olt контролируется так называемым Лак-опероном. На него действует Лак-репрессор — тетрамерный белок с м. м. 150 000. [c.287]

Какова природа вещества (апорепрессора), синтез которого контролируется геном I Недавние эксперименты показали, что Ьас-репрессор представляет собой белок, способный специфически взаимодействовать с Ьас-онераторным участком в ДНК. Функция репрессора заключается в блокировании транскрипции. Удаление ренрессора (обычно в результате взаимодействия с индуктором) инициирует транскрипцию. Участок, служащий началом координированного синтеза т-РНК, расположен рядом с операторным участком и носит название промотора (р) В результате мутации гена I образуются мутантные репрессоры различных типов I"-штаммы либо вообще не синтезируют ас-ренрессора, либо синтезируют дефектный репрессор, не способный блокировать транскрипцию ас-оперона 1 -штаммы синтезируют молекулы репрессора, не способные эффективно взаимодействовать с индуктором, вследствие чего в этих клетках Ьас-оперон выключен всегда — как в отсутствие индуктора, так и в его присутствии наконец, [ -штаммы синтезируют репрессор, которому для соединения с оператором необходим индуктор. У этих штаммов ферменты -оперона синтезируются в отсутствие индуктора, а введение индуктора в среду ингибирует их синтез. [c.537]

Если же образовывалась зигота Hfry+Zi"o i + X F y z+o i , то конститутивным оказывался синтез обоих ферментов — галактозидазы и пермеазы. Индекс z означает следующий интересный случай мутации. Цистрон z в соответствующем штамме давал начало не активному ферменту галактозидазе, а измененному белку без ферментативной активности. Белок можно было очистить и идентифицировать но иммунологической реакции. Иммунологическая специфичность мутантного белка совпадала oi специфичностью галактозидазы. В случае рассматриваемой выше зиготы под действием индуктора начинала действовать первая хромосома с аллелью z " и синтезировался измененный белок — мутант. Без индуктора же синтез белка не шел, так как цистрон Zi находился в положении trans к гену-оператору о=, позволявшему синтезировать ферменты без индукции. [c.493]

Включение нуклеотид-аналогов в первичном порядке и индукция ими мутаций во вторичном порядке в виде транзиций и трансверсий — есть заметные компоненты характеристики нуклеинового уровня генного строения. Эта реальность должна обязательно войти в истолкование теоретической генетики, но в ней должен быть освещен и механизм строения нуклеопротеинового генного материала с помощью основных мутагенов, тем более, что они гораздо более близки, чем аналоги, и к нуклеиновым генам. Комплекс взаимодействия с дискретной организацией у носителей первичного мутагенного действия, которые не включаются ни в нуклеонротеиновые, ни в нуклеиновые гены, стоит выше, чем у аналогов. Ведь основные мутагены охватывают, хотя и неодинаково, измерением любые состояния генного поля, независимо от операторов, которые в данный момент действуют, тогда как в случае нуклеотид-аналогов налицо реакции лишь на одно из митотических состояний, максимальное по преобразующему потенциалу. [c.19]

Мутации в гене lad, влияющие на способность репрессора связываться с индуктором, вызывают тот же фенотип. Репрессор сохраняется в активной форме, которая способна узнавать оператор и предотвращать транскрипцию. Добавление индуктора оказывается бесполезным. Такие мутации описаны как la f. На рис. 14.5 [c.181]

Для определения точек, с которыми репрессор контактирует в операторе, используются те же подходы, которые мы уже обсуждали в случае взимоотношений полимеразы и промотора (гл. 11). Конститутивные точковые мутации дают возможность идентифицировать отдельные пары оснований, имеющие критическое значение делеции материала с любой стороны позволяют определить концевые точки области связывания. Были проведены эксперименты, в которых связанную и не связанную с репрессором ДНК сравнивали по чувствительности к метилированию или образованию поперечных сшивок в ДНК под действием УФ-облучения. Цель этих экспериментов-идентификация оснований, которые либо защищены, либо более чувствительны к обработкам, когда они связаны с белком. [c.182]

Белок-репрессор имеет два типа связывающих сайтов, которые (как мы уже видели) взаимодействуют, обеспечивая его способность контролировать выражение генов в ответ на условия окружающей среды. Репрессор непосредственно узнает специфическую нуклеотидную последовательность оператора. Он связывается также с малой молекулой индуктора и вследствие этого теряет способность связываться с операторной ДНК. В субъединице репрессора могут быть идентифицированы два типа участков связывания. Для идентификации используют мутации в гене lad, которые инактивируют репрессор. Их возможная взаимосвязь in vivo зависит от мультимерной структуры репрессора. [c.184]

С помощью мутаций 1ас1 был идентифицирован сайт связывания с ДНК в субъединице репрессора. Этот факт объясняет способность мутаций препятствовать связыванию смешанных тетрамеров с оператором уменьшение числа связывающих сайтов должно довольно значительно уменьшать специфическое сродство репрессора к оператору. На рис. 14.8 представлена карта гена. bel, на которой показано, что все мутации 1ас1 сгруппированы в крайнем левом конце гена. Это прямо указывает на то, что в N-концевой области белка находится участок связывания ДИК. Рецессивные мутации типа 1ас1 локализуются и в других участках молекулы, но, по-видимому, действуют на связывание белка с ДНК косвенным путем. [c.184]

Сходство между механизмами аттенуации триптофанового и гистидинового оперонов отчетливо выражено. В каждом случае лишение клеток именно аминоацил-тРНК непосредственно предотвращает терминирование транскрипции и обеспечивает таким образом транскрибирование структурных генов. Разница лишь в том, что триптофановый оперон подвержен также репрессор-опе-раторным взаимодействиям, тогда как в гистидиновом опероне аттенуация обеспечивает единственный способ контроля. (Мутации в лидерной области /гг5-оперона первоначально были обозначены как ЫзО, поскольку считалось, что с их помощью идентифицирован оператор. Этот пример показывает, что природа таких мутаций не может считаться установленной до тех пор, пока не будет исследован биохимически молекулярный механизм контроля.) [c.195]

Мутации в кластерах box 9 и box 2 также не комплементируют мутации в других кластерах. Следовательно, по такому генетическому критерию они неотличимы от мутаций, затрагивающих экзоны. Однако их биохимические свойства различны, на что указывает нарущение синтеза соответствующей нормальной мРНК. При анализе нуклеотидной последовательности ДНК обнаруживается, что оба этих кластера находятся в области 14. Мутации кластера box 9 затрагивают последовательность ДНК длиной 8 п.п., находящуюся на 350 п.н. правее границы с В4. Мутации кластера box 2 смещены к другому концу интрона и находятся на расстоянии 25 п. н. левее границы с В5. Обе группы мутаций препятствуют объединению участков В4 и В5 в результате удаления области 14 при сплайсинге. Существование этих мутаций указывает на два важных обстоятельства общего характера. Во-первых, мутации, затрагивающие специфические сайты, могут препятствовать узнаванию определенньрс границ сплайсинга, причем такие сайты могут быть достаточно удалены от самих границ. Во-вторых, с помощью генетических методов анализа эти мутации нельзя отличить от мутаций, затрагивающих кодирующие белок участки. (Точно так же неразличимы классические i u -мутации, затрагивающие промоторы или операторы и их структурные гены см. гл. 14.) [c.259]

Все мутации I картируются на участке гена I, кодирующем N-koh-цевую область полипептида, т.е. ту область, которая непосредственно связывается с ДНК. С другой стороны, репрессор, продуцируемый мутантными клетками I , способен нормально связываться с индуктором. Это означает, что участок связывания с индуктором локализуется вне N-концевой области репрессора. Такое представление подтверждается при рассмотрении мутаций I другого типа 1 , которые проявляются в фенотипе суперрепрессии. В клетках репрессор связывается с оператором независимо от присутствия индуктора. Все мутации этого типа картируются в гене / вне области, кодирующей 50 N-концевых аминокислотных остатков репрессора. Таким образом, можно полагать, что /ас-репрессор содержит два функционально различных домена. [c.179]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология