Биология в 3 томах. Tом 3 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003687-3
Скачать (прямая ссылка):
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
168
Глава 23
т ! г
і і і
T
I
ц !
1 і
jk
А
і
т г !
T
I
?
Первоначальная
последовательность
триплетов
(неперекрывающаяся)
¦ Первая перекрывающаяся • последовательность
T
I
г
I
т ! ц
і і і
Вторая перекрывающаяся
последовательность
Рис. 23.24. Триплеты оснований в перекрывающемся и неперекрывающемся коде.
Эти эксперименты показали также, что триплеты не перекрываются, т. е. каждое основание принадлежит только одному триплету. Ни одно из оснований, входящих в данный триплет, не является частью соседнего триплета (рис. 23.24).
23.5. Используя повторяющиеся последовательности триплета ГТА и основание Ц, покажите, что исходную последовательность триплетов можно восстановить только путем добавления или удаления трех оснований. (Представьте свой ответ в такой форме, как показано на рис. 23.24.)
23.7.4. Расшифровка кода
После того, как была установлена триплетность кода, оставалось выяснить, какие триплеты кодируют каждую данную аминокислоту, иными словами — расшифровать код. Для того чтобы разобраться в использованных при этом экспериментальных процедурах, необходимо представлять себе в общих чертах механизм, с помощью которого триплетный код транслируется в белковую молекулу.
В синтезе белка участвуют нуклеиновые кислоты двух типов — дезоксирибонуклеино-вая кислота (ДНК) и рибонуклеиновая кислота
(РНК), взаимодействующие друг с другом. Существуют три главных типа РНК: информационная, или матричная, РНК (мРНК), рибосом-ная РНК (рРНК) и транспортная РНК (тРНК). Последовательность оснований ДНК переписывается (транскрибируется) в цепи матричной РНК, которая затем поступает из ядра в цитоплазму. Там эти цепи прикрепляются к рибосомам, и последовательность мРНК транслируется в последовательность аминокислот. Каждая аминокислота связывается с соответствующей тРНК, которая прикрепляется к комплементарному триплету оснований мРНК. Аминокислоты, оказавшиеся в результате этого друг подле друга, соединяются, образуя полипептидную цепь. Таким образом, для белкового синтеза необходимы ДНК, мРНК, рибосомы, тРНК, аминокислоты, АТФ как источник энергии, а также различные ферменты и кофакторы, катализирующие каждую стадию этого процесса.
Ниренберг использовал эти данные и различные методы, созданные в конце 50-х годов XX в., для разработки ряда экспериментов, поставленных с целью расшифровки кода. Суть его экспериментов сводилась к тому, чтобы, используя мРНК с заранее известной последовательностью оснований, выяснить последовательность аминокислот в полипептидной цепи, синтезируемой в присутствии этой мРНК. Ниренбергу удалось синтезировать мРНК, состоящую из многократно повторяющихся триплетов УУУ. Это соединение, названное полиуридиловой кислотой [поли(У)] было использовано в качестве кода. В каждую из 20 пробирок помещали бесклеточный экстракт Е. coli, содержавший рибосомы, тРНК, АТФ, ферменты и какую-либо одну меченую аминокислоту. Затем в каждую пробирку добавляли поли(У) и оставляли на некоторое время, чтобы произошел синтез полипептидов. Анализ содержимого пробирок показал, что полипептид образовался только в той пробирке, которая содержала аминокислоту фенил ал анин. Это было первым шагом к расшифровке генетического кода. Ниренберг показал, что входящий в мРНК триплет оснований, или код он, УУУ определяет положение в полипептидной цепи фенилаланина. Затем Ниренберг и его сотрудники занялись созданием синтетических молекул полинуклеоти-дов, соответствующих всем 64 возможным
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
_Непрерывность жизни 169
Таблица 23.4. Последовательность оснований в триплетном коде и кодируемые триплетами аминокислоты
Примечание. Приведены кодоны, т. е. последовательности оснований, в мРНК, а не в ДНК. Генетический код ДНК содержит комплементарные основания, а У заменен в нем на Т.
Второе основание
У
ц
А
Г
г
У
УУУ ' УУЦ
УУА ]
* Фен
• Лей
УЦУ
УЦЦ
УЦА
> Сер
УАУ 1 УАЦ/ТИР
УАА Стоп*
УГУ ] УГС J
УГА
Цис Стоп *
> J= <
УУГ j
УЦГ
УАГ Стоп*
УГГ
Три
Г
ц
ЦУУ ЦУЦ
• Лей
ЦЦУ ЦЦЦ
> Про
} Гис ЦАЦ J
ЦГУ ЦГЦ
• Apr
У
ц
ое
зание
ЦУА ЦУГ
ЦЦА ЦЦГ
Глн
ЦАГ J
ЦГА ЦГГ
А Г
ш
S
і
ф $
Перв
OCHOl
АУУ АУЦ АУА
АУГ
( Иле Мет
АЦУ АЦЦ АЦА АЦГ
™ ) Асн
АГУ ^ АГЦ ,
АГА ' АГГ к
' Сер
У
ц
А
Г
Треті
OCHOl
А
' Тре
/-VALJ1 J
AAA 1
> Лиз ААГ J
> Apr
Г
ГУУ ГУЦ
ГУА
> Вал
ГЦУ
гцц
ГЦА
> Ала
ГАУ 1
( Асп TAUJ
ГАА 1
\ Глу
ГАГ J
ГГУ ГГЦ
ГГА
> Гли
> J= <
ГУГ
ГЦГ
ГГГ
Г
* Кодон, означающий конец синтеза полипептидной цепи; эквивалентен точке.
