Бактериофаг субъединицы

Рис. 2-25. А. Вирус табачной мозаики, имеющий палочковидную форму. Электронная микрофотография ( ) и модель (В) бактериофага Т4-сложного вируса, по своей форме напоминающего головастика. После прикрепления концевых нитей бактериофага к специфическим участкам на клеточной стенке Е. соН ДНК из головки бактериофага впрыскивается через отросток ( хвост ) в клетку. Электронная микрофотография (7") и составленная из теннисных мячиков модель (Д) аденовируса, оболочка которого состоит из 252 белковых субъединиц, образующих многогранник с 20 гранями (икосаэдр)/

Рассмотрим в общих чертах основные классы вирусов и их хозяев. Вирусы бактерий, или бактериофаги, часто имеют довольно большие размеры. Их нуклеиновая кислота (обычно регулярная двухцепочечная ДНК) заключена в многогранной головке, построенной из многих мелких (мол. вес около 2-10 ) идентичных белковых субъединиц. Нередко у этих вирусов имеется также более или менее гибкий отросток, или хвост, служащий для присоедииения вируса к клетке-хозяину и для введения в клетку вирусной ДНК. Этот хвост представляет собой иногда весьма сложное образование, так как он может состоять из многих частей, различных и по структуре и по функции соответственно этому и число различных белков, содержащихся в одном и том же вирусе, может быть в ряде случаев достаточно большим. Некоторые [c.160]

Сложность структуры Т-четных бактериофагов позволяет заранее предсказать существование в них нескольких, если не многих, структурных белков. На долю основного морфологического компонента фага, его головки, приходится более 85% всего белка фага. Сейчас полагают, что белок головки состоит из субъединиц с молекулярным весом 42 ООО, с N-концевым аланином и С-кон-цевым глицином 183, 114, 279]. [c.91]

Множество, быть может, даже преобладающая часть, ферментов построено из подобных субъединиц, причем в некоторых случаях число компонентов различных сортов может достигать нескольких десятков, и в этом случае тоже может наблюдаться явление самосборки. Еще сложнее по своему составу рибосомы, а также вирусы и бактериофаги. Здесь в построении комплекса участвуют представители обоих главных классов биополимеров — белки и нуклеиновые кислоты. В рибосомах имеется три рода нуклеиновых кислот и около двух десятков различ- [c.161]

Основные параметры большинства типов вторичных структур белков и нуклеиновых кислот были впервые установлены благодаря изучению волокон. Кроме того, та же самая теория может быть использована для анализа структур, образованных спирально расположенными белковыми субъединицами (такие структуры обнаружены в микротрубочках, актине, бактериофагах, вирусах), или целых слоев из субъединиц (подобные структуры найдены в мышцах, головках бактериофагов, в мембранах). [c.407]

Впервые включение генов за счет появления в клетке новых а-субъединиц было проде.монстрировано при таком запрограммированном во времени необратимо.м процессе, как развитие бактериофагов (см. гл. XIII). Другим запрограммированным во времени необрати.мы.м процессом, при котором происходит последовательное включение и выключение больших групп генов с участием различных а-субъединиц, является споруляция таких бактерий, как Вас. subiilis. [c.152]

Триптофансинтетаза (стр. 141) состоит из двух субъединиц А и В (или а и ), первая из которых содержит всего лишь 268 аминокислот. Тонкую структуру гена А удалось картировать следующим образом. Было выделено большое число мутантных бактерий, неспособных расти на среде, не содержаш,ей триптофана (ауксотрофы по триптофану). Генетические скрещивания проводились с помощью специального трансдуцирующего бактериофага Pike [134]. В процессе размножения в чувствительных к ним бактериях трансдуцирующие бактериофаги иногда включают в собственную ДНК часть бактериальной хромосомы. В дальнейшем, когда такой фаг заражает другие бактерии, часть его генетической информации может переноситься в результате рекомбинации 3 хромосомы бактерий, переживших инфекцию. Используя серии мутантов с делециями аналогично тому, как это было сделано при картировании гена гЛ, удалось разделить ген А на ряд участков, а исследование частоты рекомбинаций позволило осуществить точное картирование. [c.251]

Сравнительно недавно была детально изучена структура белковой оболочки нитевидного бактериофага Pfl [38, 39]. Мол. вес белковых субъединиц этого бактериофага (дополнение 4-В) равен - 5000. Они имеют форму а-спиралей длиной 7 нм, образующих в составе бактериофага структуру типа левой спирали с шагом 1,5 нм, на один виток которой приходится 4,4 субъединицы (рис. 4-8). Белковые палочки расгю- [c.274]

РИС. 4-8. А. Предполагаемое расположение а-спиральных белковых палочек размером 1,0X7,0 нм в белковом чехле нитчатого бактериофага Pfl [38]. Пунктирная линия в верхней части рисунка — левая а-спираль, на которой предположительно располагаются N-концы палочек. Б. Схематическое представление расположения а-атомов углерода в смежных а-спнральных палочках атомы спроектированы на плоскость, параллельную оси вирусной частицы. Числа в кружочках—номера аминокислотных остатков. На примере трех субъединиц показано взаимное расположение одной нз них (0) и находящихся ниже по ходу спирали субъединиц — пятой (—5) и девятой [c.275]

Нуклеопротеидные частицы, известные под названием вирусов, атакуют самые разные живые организмы — от мельчайшей микоплазмы до человека. Они не обладают собственным метаболизмом и оживают , лишь когда содержащаяся в них нуклеиновая кислота проникает в живую клетку. Вирусы привлекают к себе большое внимание не только в связи с тем, что они являются болезнетворными агентами, но также и потому, что широко используются в молекулярно-биологических исследованиях. Зрелая вирусная частица, ил вирион, состоит из одной или нескольких молекул нуклеиновых кислот и белковой оболочки — капсида, которая имеет обычно спиральную или икосаэдрическую форму. Капсид построен из морфологических субъединиц , или капсомеров иногда хорошо различимых под электронным микроскопом. Капсомеры в свою очередь состоят из большого числа белковых субъединиц меньшего размера. Некоторые крупные вирусные частицы имеют мембраноподобную оболочку. Другие, например Т-четные бактериофаги, инфицирующие Е. oli, весьма необычны по форме (дополнение 4-Д). [c.286]

Многие вирусы обладают белковым чехлом, близким по форме к сфере внутри него содержится ДНК или РНК (дополнение 4-В)- Чехол состоит обычно из большого числа идентичных субъединиц — факт, который можно понять, исходя из соображений экономии генетического материала. Действительно, для формирования специфической структуры из большого числа идентичных субъединиц достаточно одного гена [48]. Электронно-микроскопические данные показывают, что вирусные частицы часто имеют форму икосаэдров (рис. 4-11), а согласно химическим исследованиям, число белковых субъединиц в вирусной частице кратно 60. Например, чехол РНК-содержащего вируса хлоротической пятнистости коровьего гороха диаметром 25 нм состоит из 180 белковых субъединиц с мол. весом 19 600 каждая из субъединиц содержит 183 аминокислотных остатка [49]. Небольшой РНК-содержащий бактериофаг 2 имеет чехол из 180 субъединиц [50] с мол. весом 13 750, в который заключена молекула РНК с мол. весом 1,1-10 . Чехол вируса кустистой карликовости томатов диаметром 33 нм также состоит из 180 субъединиц, тогда как у вируса бородавок человека диаметром 56 нм их 420, что в семь раз превышает число частиц в правильном икосаэдре. Согласно концепции квазиэквивалентности субъ- [c.289]

РНК бактериофага MS2 содержит три цистрона, разделенных нетранслируемыми последовательностями, и один цистрон, перекрывающийся с двумя другими (см. раздел А. II. 4 и рис. 6). Ближе всего к 5 -концу этой лолицистронной мРНК расположен А-цистрон (1182 нуклеотидных остатка, включая терминирующий кодон), кодирующий А-белок, или белок созревания (393 аминокислотных остатка). Далее по направлению к З -концу следует С-цистрон (393 нуклеотидных остатка, включая терминирующий кодон UAA), кодирующий белок оболочки фага (129 аминокислотных остатков). Ближе всего к З -концу располагается S-цистрон (1638 нуклеотидных остатков, включая терминирующий кодон UAG), кодирующий субъединицу РНК-репликазы (544 аминокислотных остатка). L-цистрон (228 нуклеотидных остатков вместе с терминирующим кодоном UAA), кодирующий маленький белок лизиса (75 аминокислотных остатков), перекрывает не в фазе конец С-цистрона, нетранслируемую последовательность и начало S-цистрона. (Следует заметить, что при синтезе белка оболочки и субъединицы РНК-репликазы N-концевой метионин отщепляется, и поэтому количество аминокислотных остатков в готовом белке на один меньше, чем количество значащих кодонов матрицы.) [c.234]

Особые РНК-полимеразы обеспечивают транскрипцию клеточных органелл эукариот — хлоропластов и митохондрий. В составе хлоропластной ДНК обнаружены гены, гомологичные генам, кодирующим а-, - и -субъединицы РНК-полимеразы Е. oli. Это, а также сходство нуклеотидной последовательности промоторов бактерий и хлоропластов свидетельствует о том, что РНК-полимераза хлоропластов должна быть сходна с РНК-полимеразой бактерий. РНК-полимеразы митохондрий состоят, по-видимому, всего из одной субъединицы, подобно РНК-полимеразам, кодируемым некоторыми бактериофагами, такими, как ТЗ и Т7. РНК-полимераза митохондрий дрожжей сходна с РНК-полнмеразами этих фагов по аминокислотной последовательности. Ген, кодирующий митохондриальную РНК-полимеразу, располагается в ядре. [c.136]

В различных нуклеопротеинах количество нуклеиновой кислоты колеблется от 40 до 65% (например, в рибосомах про- и эукариот). В вирусных нуклеопротеинах количество нуклеиновых кислот не превышает 2—5% от общей массы. Так, у вируса табачной мозаики (ВТМ) на долю РНК, правда, с огромной молекулярной массой —около 2000000, приходится всего около 2%. Остальная часть этой гигантской вирусной частицы приходится на долю однотипных белковых субъединиц (рис. 2.3). Ионная связь между РНК и белковыми молекулами ВТМ весьма непрочная и легко разрывается даже в мягких условиях, что позволяет отделить РНК от белка. Интересно, что после удаления разрывающего ионную связь агента при смешивании этих продуктов происходят полная регенерация исходного ВТМ, восстановление всех его физических параметров и биологических свойств, включая способность поражать зеленый лист. Это явление самосборки, впервые открытое у ВТМ, в дальнейшем было обнаружено также у бактериофагов, представленных нуклеопротеинами. Акад. A. . Спирин и одновременно М. Номура разделили 70S рибосомы (рибонуклеопротеины) на их состав- [c.87]

Многосубъединичная структура, свойственная прокариотическим и в еще большей мере эукариотическим РНК- юлимеразам, не является обязательным условием для осуществления процесса транскрипции. Известны эффективно работающие РНК-полимеразы, состоящие из одной субъединицы. Такие РНК-полимеразы образуются в клетках бактерий, инфицированных некоторыми вирусами. Из них наиболее изучена РНК-полимераза бактериофага Т7, которая возникает в клетках Е.соН, зараженных фагом, и программа, для синтеза которой содержится в ДНК фага ТТ. [c.184]

Итак, проблемы, связанные с размерами ДНК, молекулярной гомогенностью и отсутствием эффективных химических и биохимических методов, делают ДНК менее пригодным объектом для анализа последовательности, чем РНК. В этом отношении один из возможных подходов заключается в использовании вирусной ДНК, которую можно разделить на субъедийицы или которая встречается в таком виде в природе. Примером может служить ДНК бактериофага Т5, которая представляет собой линейную двойную спираль со специфической последовательностью, содержащую несколько разрывов в определенных точках обеих цепей. При центрифугировании этой ДНК в щелочном градиенте (для разделения комплементарных цепей) седиментограмма указывает на наличие по крайней мере шести субъединиц размером от 34 до 4 мкм. Одноцепочечная субъединица длиной 4 мкм содержит, по-видимому, около 12 ООО нуклеотидов, что все еще слишком много для выяснения первичной структуры. [c.36]

К настоящему времени накопилось достаточно данных, которые позволяют считать, что описанная двухцепочная спиральная структура ДНК является универсальной для представителей всего органического мира. Однако не так давно была выделена ДНК из одного вида бактериофага, которая представляет собой одно-тяжную молекулу с молекулярным весом около 2 млн. Это редкое явление, возможно, связано со специфическими паразитическими функциями бактериофага. Остается пока не ясны м вопрос представляют ли огромные молекулы ДНК единую молекулу или они состоят из субъединиц (субмолекул) меньших размеров Если принять молекулярный вес ДНК равным 6 10 , то длина такой [c.77]

Разработка электронной микроскопии к концу 30-х годов, позволившая впервые увидеть частицы бактериофагов, дала также возможность непосредственно наблюдать ВТМ (фиг. 228). Оказалось, что частица ВТМ представляет собой палочку диаметром 18 нм и длиной 300 нм. Между тем опыты по дифракции рентгеновских лучей кристаллами ВТМ, начатые Дж. Берналом и И. Фанкухеном в 1941 г., показали, что частица ВТМ состоит из большого количества одинаковых белковых субъединиц. В 1954 г., спустя год после открытия двуспиральной структуры ДНК, Дж. Уотсон высказал предположение, что палочкообразная частица ВТМ представляет собой уложенные по спирали субъединицы белка. В конце концов с помощью электронной микроскопии была выяснена подробная [c.463]

Пташке надеялся, что в этих условиях значительная часть остаточного синтеза белка будет приходиться на образование продукта гена с1 супер-инфицирующими бактериофагами, так как синтез белков клетки-хозяина был подавлен предварительной обработкой, а синтез большинства вегетативных белков фага не мог происходить из-за присутствия эндогенного иммунитетного репрессора. Действительно, после экстракции и хроматографического фракционирования радиоактивных белков из таких клеток оказалось, что одну из фракций можно идентифицировать как продукт гена с1. Эта фракция обнаруживалась, только если бактерии заражали бактериофагами Яс1+, содержащими нормальный ген репрессора, и отсутствовала при заражении атйег-мутантами по гену с1. Определение скорости седиментации этой белковой фракции в градиенте плотности сахарозы показало, что ее молекулярная масса соответствует длине полипептидной цепи примерно в 200 аминокислот, т. е. близка к молекулярной массе одной из четырех субъединиц, составляющих /ас-репрессор. [c.492]

СО вторым углеродным атомом глюкозаминового остатка липида А. Полисахаридный остов ковалентно связан также с вариабельными 0-полисахаридными цепями. Несколько полисахаридных субъединиц могут быть связаны друг с другом пирофосфатными связями в липидной части молекулы. Липид А встроен в наружную мембрану таким образом, что 0-полисахариды выступают наружу [35, 36]. О-Полисахариды являются главными антигенными детерминантами (0-антигеном) поверхности грамотрицательных бактерий. Они часто служат рецепторами для бактериофагов. [c.328]

Применение электронной микроскопии позволило обнаружить и приближенно охарактеризовать целый ряд еще более сложных четвертичных структур при этом иногда дополнительно использовался рентгеноструктурный анализ низкого разрешения. На рис. 1.7 показан для примера очень крупный сложный белок, пируватдегидрогеназный комплекс Е. соИ. Мол. масса этого комплекса составляет примерно 5-10 дальтон. Комплекс состоит из цепей трех типов — t, р и f. Суммарный субъединичный состав пируватдеги-дрогеназы, по-видимому, описывается формулой t24(P2)i2 (f2)i2- ДРУгой пример — вирус табачной мозаики, состоящий из 2130 идентичных белковых субъединиц, которые образуют спираль вокруг единственной молекулы РНК длиной 6400 нуклеотидов. Имеются некоторые данные и о четвертичной структуре еще более сложных систем — о белковых ас-социатах в волокнах поперечнополосатых мышц и о белковых субструктурах в таких сравнительно сложных вирусах, как бактериофаги Т2 и Т4. [c.20]

До сих пор мы рассматривали белки с относительно простой четвертичной структурой. Большинство из приведенных выше положений справедливы и для более сложных агрегатов, таких как головки вирусов или спиральные образования из субъединиц, найденные в актиновых полимерах, микротрубочках, отростках из бактериофагов и еще более сложных структурах вроде поперечнополосатых мыщц и волокон коллагена. Однако для таких образований из субъединиц необходимо учитывать несколько новых факторов. Для нх оценки полезно начать с рассмотрения термодинамических аспектов образования линейных слоев субъединиц. [c.139]

Заслуживают краткого упоминания еще две модели, приводящие к дискретным значениям длины полимера. В первой из них постулируется, что для присоединения первого мономера существуют весьма благоприятные условия, тогда как присоединение каждой последующей субъединицы становится все менее и менее выгодным. Например, константы ассоциации для реакции М, + М.могут иметь вид к. - кх , где л < 1. Эту модель часто называют моделью с постепенным увеличением напряжения. Свободная энергия напряжения на один субъединичный контакт составляет —ЛTin х. Эта энергия может или распределяться между всеми субъединицами (приводя в результате к однородной структуре), или периодически накапливаться в определенных местах. Если увеличение напряжения при агрегировании субъединиц достигнет большой величины, то размеры цепи будут определяться тем числом субъединиц, при котором связывание дополнительных мономеров становится энергетически невыгодным. Это приводит к довольно острому пику в кривой распределения длин полимеров. Данный механизм может быть ответствен за распределение длин хвостовых отростков некоторых бактериофагов, для которых не доказано наличие молекулы-матрицы. [c.145]

ДНК-зависимые РНК-полимеразы. РНК-полимеразы подразделяются на две группы. К первой группе относятся ферменты, состоящие только из одной субъединицы, среди них -РНК-полимеразы митохондрий и небольших бактериофагов, например SP6 и Т7. Эти РНК-полимеразы транскрибируют небольшое число генов простых геномов и для их функционирования не требуется сложных регуляторных воздействий. Вторую группу составляют сложно устроенные РНК-полимеразы бактерий и эукариот, которые представляют собой многосубъеди-ничные белковые комплексы, транскрибирующие сотни и тысячи различных генов. Такие ферменты во время своего функционирования реагируют на многочисленные регуляторные сигналы, поступающие от регуляторных последовательностей нуклеотидов и белковых факторов. У живых организмов, начиная с бактерий, возникает потребность в РНК-полимеразах сложной структуры, способных осуществлять обширную программу реализации генетической информации. Вероятно, поэтому наблюдается иерархия в степени сложности строения указанных ферментов, которая достигает верхнего предела в случае РНК-полимераз эукариот. [c.30]

Г. Спираль, построенная из субъединиц (например, молекул миозина), не имеет в своей структуре каких-то внутренних свойств, которые определяли бы ее длину. Средняя длина спирали зависит от общей концентрации субъединиц и относительных скоростей сборки и разборки на концах, однако даже в постоянных условиях будет наблюдаться заметная вариабельность длины. Замечательное однообразие толстых филаментов по длине в поперечнополосатых мыщцах обусловлено, по-видимому, еще чем-то, кроме самих молекул миозина например, некой связанной с миозиновым филаментом молекулой, которая и определяет его длину. Действительно, подобные молекулы известны для некоторых других спиральных биологических структур с фиксированной длиной. В частности, длина капсида вируса табачной мозаики и хвоста бактериофага лямбда (оба они имеют спиральную структуру) определяется как раз такими молекулами, идущими от одного конца спирали до другого. [c.436]

Первичная структура белковых субъединиц многих вирусов выяснена. К их числу относятся субъединицы трех штаммов вируса табачной мозаики (159 аминокислотных остатков), субъединицы бактериофагов/г и/2 (129 остатков), бактериофага Q Ъ остаток), бактериофага 71 (50 остатков), субъединицы вируса желтой мозаики турнепса (190 остатков) и вируса ядерного полиедроза тутового шелкопряда (244 остатка), субъединицы бактериофага fd (50 остатков), а также ряд белков вируса гриппа (гемагглютипин—566 и РУ2—759 аминокислотных остатков). [c.94]

Вычислить молекулярный вес большинства вирусов при помощи атих методов невозможно. Кроме того, известно, что в некоторых вирусах, например, бактериофаг Т2, белок и нуклеиновая кислота не связаны друг с другом химическими связями. Таким образом, подобные вирусные частицы не представляют настоящей молекулы ну-клеонротеида, а состоят из двух самостоятельных субъединиц, Поэтому в настоящее время для интактных вирусных частиц правильнее говорить не о молекулярном весе, а о весе частицы, [c.22]

Выделение вирусных белков так же, как и очистка вирусов, представляет отдельную проблему. Относительно легко удается выделение белков из тех вирусов, которые содержат только белок и нуклеиновую кислоту. Причем предпочтительнее иметь дело с теми вирусами, оболочка которых построена из идентичных белковых субъединиц. Гораздо труднее выделять гомогенные препараты вирусных белков из сложноорганизоваппых вирусов, Так, в обо-лочке бактериофагов доказано существование нескольких белков, различных по своим свойствам. Еще сложнее рабо тать с вирусами животных и человека, а особенно с миксовирусами. Перспектива достичь выделения всех составных субъединиц оболочки в виде препаратов, пригодных к исследованию, еще более ограничена. К сказанному следует добавить, что возникает еще проблема фракционирования вирусных белков, [c.168]

Имеются данные о том, что способность РНК-полимеразы узнавать промотор может изменяться при связывании с разными о-субъединицами (рис. 3.6). Так, после заражения Ba illus subtilis определенными бактериофагами или на ранних стадиях спо-руляции экспрессируются разные о-субъединицы и [c.122]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология