Молекулярная биология гена - Уотсон Дж.
Скачать (прямая ссылка):
Рис 17-28 А Электронная микрофотография молекулы рДНК (соответствующей структуре, рассматриваемой в модели катящегося кольца) из етщеклетки Xenopus laevis. Длина окру-/кпости кольца матрицы равна трем генам рРНК, а хвоста — 3,4 гена (Hourcade et al , Cold Spring Harbor Syxnp., XXXVIII, o37,19/4) В- Амплификация рибосомнои ДНК из вне
хромосомного ядрышка при помощи механизма катящегося кольца (Ср с рис 9-20) /. Разрыв в одной из ценен кольцевой ДНК II. Промежуточный продукт — катящееся кольцо III. Кроссинговср в хвостов» и части структуры. IV. Катящееся кольцо и ггатакт-ное кольцо.
чтобы число хромосомный генов рРНК оставалось относительно постоянным. Другим объяснением происхождения первых ядрышек может слу-лчить образование специфических одпоцепочечных отрезков в хромосомной рДНК под действием определенных ферментов, что приводит ь вытеснению длинных одпоцепочечных участков. Такие вытесненные цепи могут затем превращаться в двухценочечные кольца с помощью механизма катящегося кольца (рис. 47-28). Эту гипотезу можно будет считать справедливой только после того, как удастся получить такие кольца в экстрактах ооцитов in vit го-
ГЕНЫ 5S-PHK ШПОРЦЕВОЙ ЛЯГУШКИ ХАРАКТЕРИЗУЮТСЯ МНОЖЕСТВЕННОЙ ТЕЛЕЦЕН1РЙЧЕСКОЙ ЛОКАЛИЗАЦИЕЙ
В отличие от 48S- и 28S-pPHK, которые кодируются одпнм или песколь кнми блоками генов, 5S-PHK, входящая в состав рибосом шпорцевой лягушки, кодируется генами, расположенными почти в каждой хромо-
Очищенная 5S ЛНК
|П редшсственники PIIK, меченные^Н
А
I
Б
Рнс. 17-29 Схема опыта, показывающего, что множественные конин генов 5S-PHK расположены в гачомерпой области (или вблизи отиее! длинных плен большинства хромосом в клетках Xenopus Меченые копил гепа 5S-PHK (указаны на рисунке) или 5S-PHK, меченной in vivo, гиоритизуют с денат у р ир ов а плои ДНК хромосом и выявляют с помощью радио-автографии- А Меченые копии 5S-PHK, трак скрибированные па ДНК in vitro В. Хромосома, денатурированная NaOH, инкубируется с меченой РНК. В На радиоавтографе вы является меченая РНК, гибридизоваишаяся с концами длинных теч хромосомы
В
соме. Более того, существует два различных набора генов 5S-PHK (бБ-ДНК), причем один из них содержит информацию дтя 5S-PHK яйцеклеток, а другой — для 5S-PHK соматических клеток. Длина цепи у обоих видов 5S-PHK абсолютно одинакова, и из 420 нуклеотидов, входящих в их состав, отличаются только 8. Но если число копий соматической бЭ-ДНК составляет всего лишь около 450, то 58-ДНК яйцеклетки представлена примерно 24 ООО копий. Поэтому во время оогенеза не требуется внехромосомпои амплификации 5ё-ДНК. В этом случае, паоборот, действует некий регуляторный механизм, который включает функционирование большого набора тех гепов, которые необходимы для синтеза рибосом яйцеклетки До сих пор загадочной остается локализация ББ-ДНК в хромосомах. Эта ДНК обоих типов сосредоточена в ниде кластеров па концах (теломерах) длинных плеч многих, если не всех хромосом лягушки (рис. 47-29).
У Drosophila melanogasler все гены 5S-PHK располагаются во внутренних областях той же хромосомы, которая содержит гены pPHIi. Почему между лягушкой и дрозофилой существуют столь существенные различии, выяснить довольно трудно.
СКОПЛЕНИЯ ГЕНОВ СИРЦИФИЧЕСКИХ тРНК
Гены, содержащие информацию для разных видов тРИК лягушки, также представлены многочисленными повторами, причем гены, кодирующие один и тот же вид тРНК, образуют кластеры, в которых они располагаются тапдемами,— эти кластеры представляют собой протяженные блоки тДНК Б каждом гаплоидпом геноме имеется около 8000 гепов тРНК, т е- в среднем по 140 генов для ка.кдого из 56 выявленных к настоящему моменту основных видов тРНК К примеру, ген одного вида тРНКЫет
представлен приблизительно 330 копиями, а геп другого вида — 470 копиями. Спейсерная ДНК, по-видимому, отделяет каждый геп тРНК от его тандемного соседа, причем длина спейсерпой области может примерно в 10 раз превышать длину каждого из соседних генов тРНК. Локализуются ли все гены тРНК данного вида в единственном кластере, неизвестно. Не зпаем мтл также и того, располагаются ли кластеры, соответствующие разным видам тРНК, в одной или разных хромосомах.
АМПЛИФИКАЦИЯ ГЕНА КАК МЕХАНИЗМ ДИФФЕРЕПЦИМЛЬНОГО ВЫРАЖЕНИЯ
Когда открыли внехромосомиую амплификацию рДИК ооцитов, стали усиленно обсуждать вопрос о том, что аналогичные явления, возможпо, играют важную роль в процессе дифференцировки, Масла в огонь подлило сообщение о том, что у мух семейства Sciaridae па определенных стадиях развития не только увеличивается количество ДНК в пекоторых ноли тенных дисках, но, что еще важнее, большая часть новоеинтезированпого генетического материала отделяется от той хромосомы, в которой распо-лага 1ся исходный материал. Кто-то в те времепа даже предсказывал, что ожидается лавина сообщений об амплификаций специфических генов Однако теперь, по прошествии почти десяти лет, мы, напротив, изумляем ся тому, что 1 еиы гемоглобина и фиброина представлепы в гаплоидном наборе единственной копией. Эти исключительные в своем роде данные отражают тот факт, что конечный уровень белкового синтеза является результатом двух уровней амплификации: на первом уровне данный ген много рал транскрибируется, в результате чего образуется колоссальное количество мРНК, а на втором молекулы мРПК в свою очередь действуют в качестве матриц для многочисленных циклов белкового синтеза. К примеру, один геп фиброина в течение 4 дней может «породить» около 100 000 молекул фиброиновой мРНК, которые в свою очередь служат основой для синтеза приблизительно 401С молекул фиброина.
