Молекулярная биология гена - Уотсон Дж.
Скачать (прямая ссылка):
Новообразованные комплементарные цепи РНК слукат матрицами для синтеза новых молекул РНК, из которых одни становятся хромосомами дочерних частиц, а друлие используются в качестве матриц дтя образования специфичных бетков Как именно это происходит зависит от того содержит ли инфицирующий вирус одиоцеиочечиую или двухцепочечную РНК Однако и в том и в дуэтом случае только одна цепь из каждой пары комплементарных цепей используется как матрица в белковом синтезе (т е как мРНК). Таким образом- между механизмами образования мРНК в вирусных системах обоих типов, как у ДНК , так и у РНК-годергкащих вирусов, существует тесный пара. I- > ел из и
При репродукции ботьшинства одноцепочечных вирусных РНК (папример, у иируса потномистата или у различных РНК-содержащик фагов) функцию матрицы выполняет цепь, содержащаяся в зрелых частицах, т. е. (Н-)-цень Эта цепь кодирует мо теку л ы РНК репликазы, необходимые для запуска репликации вирусной РНК Однако совершенно ипая картина наблюдается в случае иируса везикулярного стоматита также содержащего одпоцепочечну ю РНК, который размножается в клетках животных Для его вирус-снецифических бел ко н матрицей с тужит (—) цепь. Этот факт заставил задуматься о происхождении молекул Р НК репликазы, необходимых для продукции (—)-цеиеи на иифеьционних (+)-цепях как на матрицах. Совсем недавно их происхождение было установлено: выяснилось, что они содержатся в самих впруспых частицах-
В каждую частицу вируса везикулярпого стоматита «встроена» молекула репликазы, синтезированная во время предыдущего цнкиа вирусной инфекции.
РНК СОДЕРЖАЩИЕ ФАГИ УСТРОЕНЫ КРАЙНЕ ПРОСТО
Все РНК-содержащие фаги (R17, F2, MS2, QP и т. д-), изучавшиеся до сих пор, отличаются чрезвычайно малыми размерами (~250 Л в диаметре) Опи самые простые из всех вирусов (рис. 15-28) и содержат всего три гепа в РНК хромосоме длиной около 3500 нуклеотидов; в ходе, жизненного цикла продуцируется от 5000 до 10 000 частиц дочернего вируса за 30 60 мии при 37° С (рис 15-29) Два гена из трех используются для кодирования структурных полнпептидных цепей двух типов Одип из этих белков — белок оболочки (СО) —• имеет мол вес 14 700 и содержится в каждой вирусной частице в количестве 180 молекул. В настоящее время полностью установлена последовательность 129 амниокислот, входящих в его состав Второй структурный белок, так называемый бечок А, необходим для адсорбции этих фагов на стенке бактерии-хозяина, а также для последующего прохождения вирусной РНК через стенку и мембрану бактериальной клетки. В каждой вирусной частице присутствует одна копия такого белка; его мол. вес составляет ~38 ООО, а число аминокислот в молекуле равно приблизительно 330. Таким образом, примерно половина генетического материала используется на кодирование структурных белков. Последний, третий вирус-специфический белок представляет собой компонент РЫК-рсшшказы, участвующей в самовоспроизведении цени РНК этого вируса Этот полипептид состоит примерно из 580 аминокислот; еле довательио, остается еще около 300 нуклеотидов, которые не несут кодпрующен функции.
11 алмчие трех продунтов генов находит прямое подтверждение в дап-пых генетического анализа С использованием мутагенов удалось получить мутации, приводящие к бессмыс тснпым кодопам; они образуют три группы комплементации, причем удалось установить их соответствие генам белка оболочки (ген СР), белка А (ген А) и репликазы (ген REP). Однако с помощью чисто генетических приемов определить точный порядок генов в хромосоме нельзя, поскольку при репликации РИК-содержащсго фега не происходит генетической рекомбинации Недавно порядок генов фага R17 (й'А — CP — REP3') был установлен в результате пзучекия нуклеотидной последовательности его РНК (рис 15-30).
РИБОСОМЫ ИСХОДНО СВЯЗЫВАЮТСЯ С ОДНИМ УЧАСТКОМ НА ФАГОВОЙ РНК
Посче вхождения молекулы фаговой РНК в клетку-хозяииа рибосомы присоединяются к ней тотько в участке связывания, расположенном в начале гена СР (рис 15-31). В стартовых точках генов А и REP связывания рибосом не происходит, поскольку эти участки блокированы вследствие особенностей вторичной структуры вирусной РНК Первым из них становится доступным участок гепа REP, который раскрывается, когда при считывании гена СР временно разрушаются блокирующие связывание петли шпилек, стабилизированные водородными связями Таким образом, функционирование репликазного гена всегда зависит от присоединения рибосом к участку связывания гена СР Предположение об ограничении такого рода было вначале основано иа существовании полярных мутации, приводящих к бессмысленным кодонам в гене СР. Было обнаружено, что они препятствуют функционированию репликазного гепа, тогда как бес-
Рис. 15-28. Электронная микрофотография час- Негативное окрашивание позволяет видеть тиц фага F2- (С любезного разрешения д ра частицы как светлые объекты на темном фоне. Знидера. Рокфеллеровский университет.)
РНК репликаш Рибосом а клеiки хоIлмна Белки оболочки
Рис. 15 29. Жизненный цикл вируса семейства l<’2 (R17, М12 и т. д.)? содержащего одноцепочечную РНК.
