Современная генетика. Том 2 - Айала Ф.
ISBN 5-03-000495-5
Скачать (прямая ссылка):
FC1 FC4 +
FCO FC4 rll
(взаимная супрессия), в то время как пара четных или пара нечетных
мутаций дает мутантный фенотип (отсутствие супрессии).
Последнее наблюдение о том, что как четные, так и нечетные мутации не
супрессируют друг друга (например, в паре FC1 FC3), но каждая из них
супрессирует мутацию другого типа (например, в паре FC2 FC3), очень важно
с точки зрения понимания природы возникновения фенотипа, проявляемого
тройными мутантами. Комбинация трех четных или трех нечетных мутаций
приводит к проявлению дикого фенотипа, например в комбинации FCO FC2 FC4
или FC1 FC3 FC5. То есть три мутации, каждая из которых в паре с любой из
двух других мутаций не приводит к взаимной супрессии, присутствуя
одновременно в виде тройной комбинации, проявляют способность к
внутригенной супрессии. Напротив, комбинации из одной четной и двух
нечетных или одной нечетной и двух четных мутаций приводит к проявлению
мутантного фенотипа.
Для объяснения этих явлений были выдвинуты следующие предположения.
1. Исходная мутация FC0 представляет собой делецию или вставку одной
нуклеотидной пары. Внутригенная супрессия FC0 достигается при включении
одной дополнительной нуклеотидной пары (если FC0- деления) или при
делении одной нуклеотидной пары (если FC0- вставка).
2. Считывание нуклеотидной последовательности при трансляции кода
начинается в фиксированной точке гена и идет последовательно кодон за
кодоном. Поэтому удаление или включение одной нуклеотидной пары
автоматически приводит к сдвигу рамки считывания. При этом последующие
нуклеотиды включаются в состав кодонов с измененным за счет сдвига
смысловым значением. Это означает, что между кодонами, вероятно, нет
"знаков препинания". Таким образом, профлавин относится к числу
мутагенов, вызывающих сдвиг рамки.
3. При синтезе полипептидов основания считываются тройками, т. е. кодоны
имеют триплетную природу.
4. Все или большая часть из 64 возможных триплетов кодируют какую-нибудь
аминокислоту, то есть код действительно является вырожденным (более
одного триплета кодируют одну и ту же аминокислоту).
Когда была выполнена работа, ни о существовании мРНК, ни о ее роли в
процессе биосинтеза белка еще ничего не было известно. Однако на
следующем примере можно продемонстрировать, как с помощью
сформулированных выше постулатов удается интерпретировать свой-
12. Генетический код
73
ства, проявляемые мутантом FC0 и его производными. Пусть участку В-
цистрона, в котором картируются мутация FC0 и супрессирующие ее мутации,
соответствует следующий фрагмент некоторой гипотетической
последовательности мРНК:
CAU CAU CAU CAU CAU CAU CAU CAU CAU CAU
rll+
Левый триплет фиксирует рамку считывания таким образом, что данная
последовательность кодирует пептид, состоящий из остатков гистидина His-
His-His... Теперь допустим, что мутация FC0 приводит к делении А во
втором кодоне:
CAU CUC AUC AUC AUC AUC AUC AUC AUC AU
rllFCO
Тогда, начиная со второго триплета, будет считываться совершенно иная
аминокислотная последовательность. Если образовавшиеся после сдвига рамки
кодоны будут не nonsense-кодонами, то будет синтезироваться некий, скорее
всего нефункциональный, полипептид, в данном случае-His-Leu-lie-Не...
Вообще говоря, если бы код был невырожденным, то сдвиг рамки в
большинстве случаев приводил бы к возникновению nonsense-кодонов. Далее
предположим, что мутация FC1 соответствует включению дополнительного
нуклеотида U в четвертый кодон. Это приводит к восстановлению рамки
считывания:
CAU CUC AUC AUU CAU CAU CAU CAU CAU CAU rllFCOFCl
Образующийся полипептид будет отличаться от полипептида дикого типа тремя
соседними аминокислотами и иметь последовательность His-Leu-Не-Не-His...
Если эти аминокислотные замены затронули относительно несущественный с
точки зрения функции участок белка (что касается рассматриваемого участка
В-цистрона, это действительно так), то образующийся полипептид может
проявлять активность белка дикого типа. Рекомбинационное расщепление FC1
и FC0 позволяет получить матрицу FC1
CAU CAU CAU CAU UCA UCA UCA UCA UCA UCA U
rllFCl
кодирующую полипептид, большая часть структуры которого His- -His-His-
His-Ser-Ser-... отличается от структуры белка дикого типа. Ясно, что при
сочетании трех нуклеотидных делеций или трех вставок на достаточно
близком расстоянии друг от друга рамка считывания остается неизменной
практически для всей матрицы. Например, делеция второго, третьего и
четвертого А приводит к следующей структуре мРНК:
CAU CUC UCU CAU CAU CAU CAU CAU CAU ...,
которая будет кодировать функциональный полипептид His-Leu-Ser- -His-
His...
Важнейшие выводы относительно природы генетического кода, сделанные на
основании описанных экспериментов, позволили построить изящную, внутренне
непротиворечивую модель. Сформулированные постулаты соответствовали
полученным генетическим данным, однако ка-
Экспрессия генетического материала
залось, что их независимое экспериментальное подтверждение-дело далекого
