СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА
генетика, строение клетки

Новости

Механизм считывания информации с генов

До сих пор еще недостаточно ясно, каким образом данная аминокислота встает на определенное место в белковой цепи. Хотя для синтеза полифенилаланина требуется, как известно, РНК-переносчик, все же были основания полагать, что именно аминокислота, а не РНК-переносчик, узнаёт кодирующее слово, содержащееся в поли-У, играющем роль РНК- посредника.

Для разрешения этого вопроса был поставлен блестящий опыт, осуществленный совместно Ф. Шапвилем, Липманом, Г. фон Эренштейном, а также Бензером, Вайсблюмом и У. Реем (мл.). Цистеин включается в белок с помощью поли-УГ. Аланин отличается от цистеина лишь тем, что в нем нет атома серы; он включается в белок с помощью поли-ЦГ или поли-УЦГ. Цистеин переносится одной РНК-переносчиком, аланин — другой.

Шапвиль и его сотрудники ферментативным путем присоединили цистеин, меченный С14, к специфической РНК-переносчику. Затем они подействовали на образовавшийся молекулярный комплекс никелевым катализатором, так называемым никелем Рэнея. Под действием этого катализатора Аду молекула цистеина теряла атом серы и превращалась в аланин, причем отщепления от РНК-переносчика не происходило. Теперь исследователи могли проверить, как будет включаться этот меченый аланин — как аланин или как цистеин. Оказалось, что он включается с помощью поли-УГ, т. е. как цистеин (рис. 9). Следовательно, соединившись с РНК-переносчиком, аминокислота утрачивает свою самостоятельность и волей-неволей переносится к кодовому слову, узнаваемому РНК-переносчиком.

Вторичная структура самой РНК-переносчика была подвергнута дальнейшему исследованию. Исследователи пришли к выводу, что РНК-переносчик представляет собой двойную спираль, весьма напоминающую вторичную структуру ДНК. Единственное различие сводится к тому, что молекула РНК- переносчика, подобно шпильке для волос, согнутапополам и, кроме того, перекручена вокруг своей продольной оси. В этой молекуле содержится, по-видимому, некоторое количество неспаренных оснований; не исключено, что именно благодаря им РНК-переносчик «узнает» специфические кодовые слова в РНК-посреднике (рис. 10).

Много неясного остается еще в отношении способа присоединения РНК-посредника к рибосомам, а также относительно роли рибосом в биосинтезе белка. В течение нескольких лет было известно, что рибосомы кишечной палочки состоят по меньшей мере из двух видов субъединиц и что при определенных условиях они образуют агрегаты, состоящие из двух (димеры) и четырех (тетрамеры) субъединиц. В работе, проведенной совместно с С. Барондесом, нам удалось установить, что добавление поли-У к инкубационной смеси вызывает дальнейшую агрегацию рибосом. В первых опытах лишь тетрамеры или еще более крупные агрегаты способствовали синтезу полифенилаланина. Спайрайдс и Липман обнаружили, что поли-У вызывает агрегацию лишь некоторых «активных» рибосом и что остающиеся мономеры и димеры не поддерживают синтез полифенилаланина.

Явление, близкое, видимо, к этому, наблюдали в живых клетках А. Рич и его сотрудники. Они выяснили, что в ретикулоцитах кролика биосинтез белка протекает в основном, очевидно, в агрегатах из пяти рибосом, удерживаемых вместе нитью РНК-посредника. Такой агрегат они назвали полисомой.

Перед исследователями стоит еще много неразрешенных проблем. Одна из них заключается в том, чтобы установить действительную последовательность оснований в кодовых словах. Пока же код напоминает анаграмму. Для большинства слов мы знаем лишь буквы, но не порядок их расположения.

Другой не дающий исследователям покоя вопрос: служит ли в живых клетках двойная цепь ДНК матрицей для образования одной цепи РНК-посредника или же каждая цепь ДНК является матрицей для создания двух различных комплементарных цепей РНК? В последнем случае — а он более вероятен — возникает необходимость выяснить функцию каждой цепи РНК.

Мы можем надеяться, что опыты с бесклеточными системами в конечном счете прольют свет на механизмы генетической регуляции. Эти механизмы, пока еще не известные, обеспечивают избирательную реализацию генетической информации. В двух клетках могут содержаться одинаковые наборы генов, но некоторые гены способны высокоспецифическим образом функционировать в одной клетке и быть выключенными в другой. Эти, а также ряд других проблем могут быть решены на бесклеточных системах с помощью могущественных методов энзимологии. У нас есть все основания надеяться на крупные успехи в ближайшем будущем в понимании молекулярных процессов, составляющих основу генетических явлений.

TBegin:http://enetil.kg/uploads/posts/2012-11/1352116193_19.jpg|-->Механизм считывания информации с геновTEnd-->

?ис. 9. С помощью остроумно задуманного опыта исследователи установили, что «узнавание» кодирующего слова зависит от специфичности РНК-переносчика, а не от структуры переносимой аминокислоты. Кодом для цистеина служит УУГ, а для аланина —ЦЦГ или УЦГ. После соединения цистеина со своей специфической РНК-переносчиком на него подействовали катализатором (никелем Рэнея). В результате этого цистеин утратил атом серы и превратился в аланин. Тем не менее он продолжал включаться в белок так же, как если бы он продолжал оставаться цистеином.

TBegin:http://enetil.kg/uploads/posts/2012-11/1352116131_20.jpg|-->Механизм считывания информации с геновTEnd-->

?ис. 10. РНК-переносчик — это особая форма РНК со спирально закрученной молекулой; она переносит аминокислоты к соответствующим местам на белковой цепи. Для каждой из 20 общераспространенных аминокислот существует по меньшей мере одна РНК-переносчик. Все они содержат, по-видимому, АЦЦ в месте присоединения аминокислот и Г — на противоположном конце. Для присоединения аминокислоты необходимы специфический фермент и энергия, которую дает аденозинтрифосфат. С помощью неспаренных оснований (в данном случае ААУ) РНК-переносчик способна, видимо, «узнавать» место, к которому она должна перенести свою аминокислоту.

Разработка web-studio, ©-2012.
при использовании материалов с сайта гиперссылка на источник обязательна.
Яндекс.Метрика