СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА
генетика, строение клетки

Новости

Значение генных мутаций (продолжение)

Впервые четкую схему кодирования предложил в 1954 году физик Д. Гамов. Согласно его схеме, соседние кодоны перекрываются (рис. 4). Но при помощи такого кода нельзя было бы зашифровать некоторые последовательности аминокислот, которые встречаются в природе. Кроме того, замена одного основания должна в этом случае приводить к изменению сразу трех соседних аминокислот. Факты, накопившиеся позднее, свидетельствуют против перекрывающегося кода Гамова. Прежде всего никаких ограничений в комбинациях аминокислот друг с другом до сих пор не обнаружено. Далее, в результате типичных мутаций происходитзамена только одной аминокислоты в полипептидной цепи белка. Конечно, с теоретической точки зрения возможно существование частично перекрывающегося генетического кода. И все же более вероятно, что соседние кодоны совсем не перекрываются.

Как известно, остов молекулы ДНК совершенно непрерывен. Каким же образом код разбивается на группы из трех или более оснований? Для того чтобы разрешить это противоречие, исследователи предлагали различные остроумные гипотезы. Согласно одной из них, например, код составлен таким образом, что в случае неправильного набора триплетовинформация всегда будет совершенно «бессмысленной» и белок совсем не образуется. В настоящее время создается впечатление, что решение, казавшееся наиболее естественным, является одновременно и самым верным. Иначе говоря, информация начинается с какой-то фиксированной исходной точки (вероятно, с одного конца гена) и затем просто считывается по триплетам оснований. Мы хотели бы подчеркнуть, что если начать считывание информации с неправильной точки, то вся информация разобьется на неверные триплеты оснований и будет безнадежно ошибочной. Итак, мы видим, что в случае триплетного кода существует только одно правильное считывание информации и два неверных.

Если эта гипотеза соответствует истине, то мы сразу получим ответ на вопрос, почему добавление или выпадение одного основания почтивсегда приводит к полной инактивации гена. Дело в том, что, начиная с этой точки, считывание генетической информации будет совершенно неправильным. Нам удалось установить, что в случае отдельных мутаций ген никогда не функционирует; однако при сочетании некоторых пар мутаций активность гена восстанавливается (следует сказать, что нам пришлось рассмотреть много различных двойных мутаций, прежде чем удалось отобрать редкую вторую мутацию, восстанавливающую активность гена; однако это не влияет на нашу аргументацию). Итак, мы получили возможность сгруппировать все изученные нами мутации в две категории,обозначив их «плюс» или «минус». Мы установили, что на основании правил, которые будут приведены ниже, всегда можно предсказать поведение любой пары, объединенной нами в одном гене. Во-первых, комбинация «плюса» с «плюсом» и «минуса» с «минусом» всегда будет неактивной. Во- вторых, комбинация «плюса» с «минусом» окажется неактивной, если мутации находятся в гене на слишком большом расстоянии друг от друга, но приведет к восстановлению активности гена, если мутации лежат рядом.

Интерес представляет именно последний случай. Сочетая рядом в одном гене «плюс»-мутацию с «минус»-мутацией, мы могли получить функционирующий ген, активный по крайней мере отчасти.

Чтобы сделать наше изложение более понятным, давайте предположим, что «плюс»-мутации в действительности имеют в какой-то точке однолишнее основание, а «минус»-мутации, наоборот, утратили одно основание (правда, доказать, что это соответствует истине, довольно трудно). Мы увидим, что начиная с одного конца информация будет считываться правильно вплоть до этого лишнего основания; затем считывание выбьется из фазы и информация будет неверной; оно снова войдет в фазу только тогда, когда будет достигнута точка, в которой находилось выпавшее основание. Таким образом, генетическая информация будет искажена только на коротком отрезке между «плюсом» и «минусом». По этим же причинам комбинация «плюса» с «плюсом» или «минуса» с «минусом» для триплетного кода никогда не будет активной (рис. 5).

Большую часть работы мы провели с мутациями в левом конце гена В области r II. По-видимому, этот участок гена несет не очень важную функцию; поэтому если часть генетической информации в этой области и будет искажена, то это может и не сыграть особой роли. Но даже и в этом случае, если мутации «плюс» и «минус» слишком удалены друг от друга, их комбинация будет неактивной.

TBegin-->Значение генных мутаций (продолжение)TEnd-->

Рис. 4. Предложенные схемы кодирования показывают, как может происходить считывание последовательности оснований ДНК. В неперекрывающемся коде, предложенном автором, группы оснований кода считываются в простой последовательности. В случае перекрывающегося кода каждое основание появляется в трех последовательных группах.

TBegin-->Значение генных мутаций (продолжение)TEnd-->

?ис. 5. Действие мутаций, в результате которых происходит добавление или выпадение основания, сводится к тому, что они смещают считывание генетической информации при условии, что считывание начинается с левого конца гена. Гипотетической информацией в гене дикого типа является ЦАТ, ЦАТ... Добавление основания смещает считывание, и оно выглядит теперь так: ТЦА, ТЦА... Выпадение основания приводит к такому считыванию: АТЦ, АТЦ... При одновременном добавлении и выпадении основания считывание информации снова входит в фазу.

Благодарим компанию HM ХостерМедиа за предоставленную статью.
Разработка web-studio, ©-2012.
при использовании материалов с сайта гиперссылка на источник обязательна.
Яндекс.Метрика