Современная генетика. Том 2 - Айала Ф.
ISBN 5-03-000495-5
Скачать (прямая ссылка):
sensitive for DNA synthesis, Mol. Gen. Genet., 113, 273-284.
Ключевые слова и понятия
Белок, связывающийся
с одноцепочечной ДНК (SSB-белок) Ведущая цепь Гены dna
ДНК-Ы-гликозилаза
ДНК-лигаза
ДНК-полимеразы а, р и у ДНК-полимеразы I, II и III (Poll, РоШ, PolIII)
Затравка (праймер)
Исправление ошибок репликации Одноцепочечный разрыв Отстающая цепь ori
(точка начала репликации)
Праймаза
Праймосома
Пятнистая ксеродерма (Xeroderma pigmentosum)
Репарационная эндонуклеаза Репарация ДНК Топоизомераза Фрагменты Оказаки
Хеликаза
Экзонуклеазная активность 5' -" 3'
3' 5'
Эксцизионная репарация
Задачи
13.1. Перечислите основные отличия ДНК-полимераз и РНК-полимераз. Каковы
общие свойства этих ферментов?
13.2. Объясните, каким образом генетический анализ можно использовать для
изучения этапов сложного биохимического процесса.
13.3. Выделены три некомплементи-рующие температурочувствительные мутации
по инициации репликации ДНК у Е.
13. Генетический контроль синтеза ДНК
129
coli. Клеточные экстракты каждого из трёх мутантных штаммов проверяли на
способность направлять синтез комплементарных цепей по одноцепочечной
кольцевой ДНК-матрице in vitro. На основании данных, приведенных в
таблице (" + " означает протекание репликации), определите, в каких генах
могут локализоваться рассматриваемые мутации. Предскажите характер
поведения клеточных экстрактов двойных мутантов wz, xz, wx.
Клеточный экстракт ДНК-матрица
ФХ174 G4 М13
Мутант w - - -
Мутант х + +
Мутант z + + -
13.4. Как, располагая температурочувствительной мутацией, блокирующей
синтез бактериальной ДНК при рестриктивной температуре, определить,
затрагивает ли она процесс элонгации цепи ДНК в репликативной вилке или
инициацию синтеза ДНК на участке оп?
13.5. Изобразите предполагаемую кинетику включения 3Н-тимина в ДНК до и
после изменения температуры от 30° до 42° при культивировании
температурочувствительных мутантов Е. coli, содержащих мутации: (а) в
гене dna А и (б) в гене dna Е. Известно, что рифампицин ингибирует РНК-
полимеразу. Изобразите ожидаемый кинетический профиль включения 3Н-тимина
в ДНК до и после добавления рифампицина к культуре Е. coli дикого типа.
13.6. Объясните, почему нормальная система исправления ошибок репликации
Е. coli вызывает повышение частоты возникновения мутаций у штаммов dam ~
?
13.7. Фаг X дикого типа неспособен формировать бляшки на газоне мутантных
штаммов Е. coli dna В ~, dna С ~, dna Е ~, dna G ~ при рестриктивной
температуре. В то же время фаг Т7 дикого типа способен нормально
развиваться на всех этих хозяевах при рестриктивной температуре. Какой
вывод можно сделать о структуре генома этих двух типов фагов?
13.8. Предложите метод, с помощью которого можно определить, играет ли В-
белок существенную роль в репликации ДНК Е. coli или участвует только в
репликации одноцепочечной фаговой ДНК.
13.9. Опишите два различных способа, которые могут использоваться для
репарации дефектных оснований в ДНК.
13.10. Фаг Т7 содержит линейную двухцепочечную по всей длине молекулу
ДНК. Частичное расщепление этой ДНК экзонуклеазой III с последующим
отжигом выявляет наличие в ее структуре концевых повторов. При этом в
отличие от фагов Т2 и Т4 у фага Т7 не происходит кольцевых перестановок
генов. При инфекции фагом Т7 репликация фаговой ДНК инициируется на
участке ori, расположенном на расстоянии, соответствующем 17% общей длины
молекулы от левого конца ДНК. В репликации участвует линейная молекула
ДНК; кольцевые формы не образуются. На более поздних, стадиях инфекции
наблюдается образование весьма протяженных линейных конка-темеров ДНК Т7.
Предложите модель репликации ДНК фага Т7, объясняющую необходимость
возникновения конкате-мерных структур для полной репликации линейного
фагового генома.
13.11. Используя в качестве матрицы ДНК, выделенную из любого организма,
расщепленную на относительно небольшие фрагменты, содержащие
одноцепочечные разрывы, с помощью ДНК-полимеразы I Е. coli можно получить
представительный набор меченых последовательностей, соответствующих
последовательностям исходной ДНК. Если единственным радиоактивным
предшественником служит один из четырех нуклеотидов [а-32Р] dYTP, то при
последующей ферментативной деградации меченой ДНК будут образовываться
3'-32Р-дезок-сирибонуклеотиды, как показано на рис. 13.16. При наличии в
реакционной смеси одного из четырех меченых предшественников (dNTP) и
трех немеченых предшественников (dNTP) после синтеза и деградации по
аналогичной схеме, располагая методом разделения и идентификации всех
четырех 3'-32Р-дезоксирибону-
130
Экспрессия генетического материала
Рис. 13.16. Введение метки (32Р) при синтезе ДНК с помощью ДНК-полимеразы
I и последующая деградация ДНК под действием микрококковой ДНКазы и
диэстеразы из селезенки. Матричная цепь не показана. Заметьте, что
радиоактивный фосфор, первоначально связанный с нуклеотидом Y,
переносится при расщеплении на нуклеотид X.
