Молекулярная биология, избранные разделы - Ашмарин И.П.
Скачать (прямая ссылка):
ОСНОВНЫЕ ПУТИ И ЭТАПЫ ПЕРЕНОСА ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
Заключая рассмотрение элементарных форм генетической информации и прежде, чем обратиться непосредственно к биосинтезу белка, необходимо вновь кратко остановиться на основных направлениях и этапах передачи информации в клетках.
В главе «Биосинтез нуклеиновых кислот» уже приводилась схема экспериментально доказанных путей такой передачи между различными типами нуклеиновых кислот. Из нее следует, что при размножении организмов генетическая информация воспроизводится в результате непосредственного или опосредованного синтеза ДНК или РНК, идентичной исходной (схема 7).
Реализация же генетической информации протекает по схеме: ДНК—’"мРНК—*-полипептид. Некоторые специальные процессы, возможно, связаны с синтезом фрагментов ДНК на мРНК; так, имеется уже немало указаний на наличие обратных транскриптаз в клетках, не зараженных вирусами. Правда, концентрация их очень невелика и, соответственно, очень ограничена интенсивность постулируемых процессов. Высказываются также предположения,
ДНК
биспиральная
ДНК
одноцепочечная
РНК
одноцепочечная
неонкогенных
вирусов
РНК
одноцепочечная
онкогенных
вирусов
j
}¦
>1
)
.1
>1
1
Репликативная
биспиральная
форма
ДНК-
I реплика
| вирусного генома 1 в хромосоме ->| хозяина
1 ]
{
¦{
(
ДНК
биспиральная
ДНК
одноцепочечная
РНК
одноцепочечная
РНК
одноцепочечная
Схема 7.
Передача генетической информации между различными типами
нуклеиновых кислот
что следы обратных транскриптаз в клетках животных — это проявление хронического инфицирования онкогенными вирусами — результат включения в геном клетки фрагментов хромосомы вириона.
Что же касается возможности прямой передачи информации по пути полипептид—>-РНК или полипептид—>-ДНК, то, несмотря на крайнюю соблазнительность допущения этих процессов для объяснения ряда явлений (например, иммуногенеза), мы не располагает пока каким-либо достоверным фактическим «материалом. Это не исключает, разумеется, косвенной передачи информации в этом направлении. Подходы к познанию такого рода процессов намечаются в связи с накоплением сведений о системах, где происходит весьма специфическое узнавание молекул белков молекулами РНК (например, при взаимодействии аминоацилсинтетаз с тРНК, рассматриваемом в главе IV). Однако магистральное направление переноса генетической информации в неразмножающейся клетке — от ДНК к синтезируемому белку, а основные этапы процесса состоят в транскрипции и трансляции мРНК на рибосомах.
МИГРАЦИЯ мРНК В ПЕРИОД МЕЖДУ ТРАНСКРИПЦИЕЙ И ТРАНСЛЯЦИЕЙ
В предшествующей главе описана транскрипция — этап передачи генетической информации от ДНК к РНК. Следующий важнейший этап состоит в трансляции — переводе кодированной в мРНК последовательности аминокислот в реальную последовательность синтезирующегося полипептида. Он излагается в главе IV. Однако у эукариотов между транскрипцией и трансляцией стоит довольно деликатный процесс миграции мРНК от места синтеза на хромосомах через нуклеоплазму, ядерную мембрану и
цитоплазму к рибосомам. Поэтому прежде, чем обратиться к синтезу белка, необходимо рассмотреть и эту стадию.
В бактериальных клетках трансляция может начинаться еще до завершения синтеза очередной молекулы мРНК. Рибосомы связываются со «свисающим» готовым участком мРНК и образуют нарастающую по размерам полисому, синтезирующую белок. Полагают также, что присоединение рибосом к еще не завершенной молекуле мРНК имеет значение не только для быстрейшего начала синтеза белка, но и как процесс, способствующий отделению вновь синтезированной РНК от ДНК (Miller, Beatty, Hamalko, Thomas, 1970). В животных клетках места синтеза белка и РНК пространственно четко разобщены. Даже a priori нелегко представить себе «путешествие» высокомолекулярного полианиона через ядер-ную мембрану, минуя компоненты цитоплазмы, обладающие неспецифическим сродством к РНК или даже нуклеазной активностью. , И действительно, оказалось, что в животных клетках мРНК на всем пути от хроматина к рибосомам цитоплазмы находится не в свободном состоянии, а в комплексе со специальными белками (А. С. Спирин и сотр., 1964; О. П. Самарина, И. С. Асриян, Г. П. Георгиев, 1965; М. И. Лерман и сотр., 1965; Л. П. Овчинников и А. С. Спирин, 1971; Г. П. Георгиев, 1970).
