Молекулярная биология гена - Уотсон Дж.
Скачать (прямая ссылка):
ДНК ФА1А Т7 СОДЕРЖИТ ИНФОРМАЦИЮ ДЛЯ НОВОЙ РНК ПОЛИМЕРАЗЫ
В последнее время внимание исследователей было обращено на выяснение механизмов трапскрипцпи у фагов группы Т7 (рис 15-16) Поскольку длина молекулы ДНК у таких фагов (мол. нес 25-10е) в 5 раз меныпе, чем у Т-четнътх фагов (мол.вес 120-10®), изучение генетической карты этих фагов существенно облегчается. Уже идентифицировано около 25 фаго-специфичееких полипептидов, образующихся после заражения клеток фагом Г7; для 24 из них иайдено соответствие со специфическими гонами на линейной генетической карте фага Т7. В сумме размер этих фагоспецифических по-шпептидов соответствует приблиаитетыю 90% кодирующей способности ДНК фага Т7; следовательно, есть основания ожидать, что в течение ближайших нескочьких лет фаг Г7 будеч полностью генети-
Рпс. 15-16 Электронная микрофотографии бактериофага Т7 (С любезного разрешения Лаборатории по изучению вирусов Калифорнийского университета, Беркли.)
чески охарактеризован. Гены фага Т7 сгруппированы на карге согласно их функции, причем в левой части находится отрезок, соответствующий примерно 15% длины ДНК, где расположены ранние гены, в первую очередь вовлекаемые в регуляцию транскрипции. Поздние гены сгруппированы в два отличающихся друг от друга набора- один из них содержит информацию для ферментов, участвующих в репликации фаговой ДНК, а второй — информацию для структурных белков, необходимых для морфогенеза (рис 15-17).
Переключение с синтеза ранних мРНК па синтез поздпих мРНК происходит у фага Т7 не за счет появления новых факторов специфичности, которые взаимодействуют с клеточным кор-ферментом Дело обстоит совершенно иначе: поздние промоторы считываются PIIK-полимеразой нового тина, которая является продуктом фагового гена 1- Этот геи в совокупности со всеми остальными ранними генами фага Т7 образует отдельны и оперон на левом конце генетической карты фага Т7 и находится под контролем сложпого промотора, имеющего три участка инициации. Этот промотор считывается исключительно РНК-полимеразой клетки-хозяина, причем образующиеся транскрипты составляют отдельный класс ранних молекул РНК с мол весом ~2,5 10е В дальнейшем эти первичные транскрипты расщепляются специальным ферментом — рибопуклеазон III- — в результате чего образуется набор молекул с более короткими цепями (рис. 15-18) Самый крупный пз продуктов расщепления (мол. вес ~10е) содержит информацию для фагоснецифической РНК-полимеразы, состоящей из одной полипептидной цепи с мол. весом ^110 ООО Два других ранних гена, по-впдшнж,?, содержат информацию для белков, блокирующих функционирование клеточной РНК-полимеразы по мере накопления фагоспецифического фермента Таким образом, на поздинх стадиях инфекции транскрибируются только поздние гены фага Т7.
Существует несколько поздних промоторов фага Т7, однако способ их считывания н их нуклеотидные последовательности неизвестны Нельзя также попа ответить па вопрос, почему Г7-специфическая РНК-полиме-раза содержит всего одну нолипептидную цепь и обладает значительно более простой структурой, чем фермент Е. coli (р'ра2ша). Можно лить предполагать, что относительная простота ее устройства связана с мень
Ранним промотор
Рис 15-17 I енетическая карта фага Т7 Ооычиое расположение слева направо соответствует здесь направлению сверху вниз казаны номера, вычисленные опытным путем размеры п функции гедов (размеры генов 2 в 18 остаются приближенными). Расположе-виецюэдних промоторов условно.
шим числом регуляторных механизмов, необходимых для функционирования фермента. Однако до сих пор ни фагоснецифическуго, ни бактериальную РНК-полимсразу не удалось получить в кристаллическом состоянии, и, по-видимому, пройдет еще немало лет, прежде чем мы будем точно знать мехаппзмы их действия.
I"
фффЛ ____
ФФФГ — фффЛ—
ir ir
I 4- 4Т"""' ...
Синтез РНК Нолимерача клетки хозяина фага Т? выключайся
Рпс. 15-18. Расщепление первичных ранних трапскриптов ДНК фага Т7 под действием РПКазы III.
В области раннею промотора находятся 3 различных участка инициации, которые отделены друг от друга расстоянием от 200 до 300 а новации
Указаны функции многих генов.
Х-РЕПРЕССОР ПОДДЕРЖИВАЕТ ПРОФЛГОВОЕ СОСТОЯНИЕ
Еще более сложен контроль транскрипции ДПК фага k (mo'i вес 32- 10е) (рис. 15-19). Это связано не только с тем, что литический жизненный цикл фага к характеризуется наличием ранних и поздних видов мРНК, но и тем, что, будучи по природе фагом чизогенизиругощим, он обладает геномом, способным внедряться и бактериальные хромосомы, а затем покидать их Когда он в качестве профага включается в хромосому клетки-хозяина, транскрипция подавляющего большинства его генов должна быть блокирована В таком блокировании ключевую роль играет к реп-рессор — белок, обычно обнаруживаемый в виде димера с мол весом —52 ООО. В его присутствии специфическая мРНК практически не образуется, исключение составляет мРНК, кодируемая геном Сь несущим информацию для самого ^.-репрессора. В бактериях, гоном которых содержит профаг к, к- penpetcop присутствует в количестве всего лишь 10— 20 копий, причем большая часть их связана с двумя специфическими операторами, каждый из которых контролирует синтез специфической ранной мРНК (рнс. 15-20) Такое связывание происходит гол!ко с двухцепочечной ДНК, следовательно, присутствие связанного Х-репрессора не вызывает расплетания соответствующего оператора, а, напротив, еще более стабилизирует этот двухцепочечпый участок ДНК.
