Современная генетика. Том 2 - Айала Ф.
ISBN 5-03-000495-5
Скачать (прямая ссылка):
взаимодействуя с сайтами, расположенными рядом с областями HML и HMR,
индуцируют образование компактной хроматиновой структуры, которая в свою
очередь препятствует действию РНК-полимеразы. В то же время продукты
генов SIR не действуют на локус МАТ, что открывает возможность инициации
транскрипции на расположенной в этом локусе последовательности Y.
Направленность переноса информации от HMLили HMR к МАТ, но не в обратном
направлении, возможно, также обусловлена меньшей компактностью структуры
хроматина в области МАТ. Полагают, что ген НО кодирует эндонуклеазу,
вносящую двуцепочечный разрыв между последовательностями Y и Z. Такой
разрыв может возникать только в области МАТ и не возникает в идентичных
последовательностях, локализованных в рамках HML и HMR. С образования
двуцепочечного разрыва, вероятно, начинается собственно процесс
переключения, в основе которого может находиться механизм, сходный с
механизмом мейотической рекомбинации в рамках модели "двуцепочечный
разрыв-репарация" (см. гл. 14). При деградации участка Y в области МАТ
может возникать брешь, репарируемая за счет генной конверсии при участии
последовательностей HML или HMR.
Белки клеточной поверхности у трипаносомы
В клетках трипаносомы могут происходить перестройки ДНК, которые
обеспечивают альтернативную экспрессию индивидуальных представителей
большого семейства генов, кодирующих различные варианты поверхностных
гликопротеинов (VSG). Любая клетка трипаносомы в каждый данный момент
времени продуцирует только один из вариантов VSG. Поверхность клетки
покрывают от 5 до 10 миллионов молекул VSG, которые предотвращают контакт
иммунной системы организ-
16. Регуляция экспрессии генов у эукариот
237
ма хозяина со всеми остальными белками трипаносомы, которые были бы
расценены ею как чужеродные. Прежде чем хозяйский организм успевает
выработать эффективный иммунный ответ против данного варианта VSG-
антигена, экспрессированного на поверхности потомства инфицирующей клетки
трипаносомы, в индивидуальной клетке происходит переключение на продукцию
нового варианта VSG. Таким образом, в ходе инфекции реализуется
переключение на все новые отличные варианты VSG с частотой, достаточной,
чтобы противостоять очередным попыткам хозяина выработать эффективный
иммунный ответ. Исход этой конкурентной борьбы для организма-хозяина
часто оказывается фатальным.
С помощью методов работы с рекомбинантными ДНК удалось установить, что в
геноме трипаносомы содержится более 100 генов, кодирующих различные
варианты VSG. Экспрессия данного гена VSG достигается за счет его
дупликации и транспозиции копии гена в область экспрессионного центра,
расположенного на другом участке генома. Переключение на экспрессию
нового гена VSG сопровождается удалением из области экспрессионного
центра прежде находившейся там копии гена FSG. Считают, что в
экспрессионном центре находится промотор, спосо'бный направлять
транскрипцию встроившейся очередной копии гена VSG. Такой способ
организации существенно отличает экс-прессионный центр трипаносомы от
локуса МАТ дрожжей. В случае переключения типа спаривания у дрожжей
промоторные участки содержатся непосредственно в рамках перемещающихся
последовательностей Ya и Ya. В то же время, как и в случае дрожжевого
локуса МАТ, экс-прессионный центр трипаносомы располагается в области
хроматина, более чувствительной к ДНКазе I, чем участки хроматиновой
структуры, содержащие неэкспрессируемые гены VSG. Интересно, что
выработавшаяся у трипаносом система преодоления иммунного ответа хозяина,
как будет видно из дальнейшего, механистически очень напоминает саму
систему иммунного ответа.
Иммуноглобулиновые гены
Третий и наиболее сложный пример процессов перестройки ДНК связан с
организацией иммунной системы млекопитающих и других высших позвоночных.
Направленность эволюционного развития иммунной системы определялась
необходимостью противостоять инфекции и удалять из организма собственные
дефектные клетки, которые могут оказаться раковыми. Иммунная система
млекопитающих обладает способностью продуцировать по крайней мере 106
антител с различной специфичностью. Такое разнообразие антител вполне
достаточно для того, чтобы обеспечить специфический иммунный ответ по
отношению к любой чужеродной молекуле (антигену). Характерно, что
антитела к синтетическим антигенам, которые никак не могли фигурировать в
эволюционной истории организма, вырабатываются им столь же эффективно,
что и антитела к обычным природным антигенам. Антитела продуцируются в
крови клетками В-лимфоцитов. Каждый из миллионов покоящихся В-лимфоцитов
способен специфически распознавать одну определенную антигенную
детерминанту, которая может быть представлена в составе чужеродной
молекулы. Присутствие чужеродного
238
Экспрессия генетического материала
Таблица 16.5. Различные классы иммуноглобулинов человека, возникающих в
ходе иммунного ответа
Класс Тяжелая цепь Подкласс Легкая цепь Субъединичный состав
