СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА
генетика, строение клетки

Новости

Включение всех четырех нуклеотидов в молекулу РНК катализируется ферментом

В клетках рибонуклеотиды могут содержать две и даже три фосфатные группы. Связи, удерживающие вторую и третью фосфатные группы, гораздо богаче энергией, чем связь с первой фосфатной группой. Совершенноочевидно, что клетке гораздо легче синтезировать РНК из рибонуклеотидоз, содержащих две (нуклеозиддифосфаты) или три (нуклеозидтрифосфаты) фосфатные группы, чем из нуклеотидов с одной фосфатной группой (нуклеозидмонофосфатов).

В 1955 году Марианна Грунберг-Манаго и С. Очоа, используя нуклеозиддифосфаты, обнаружили впервые фермент, способный катализировать синтез РНК в лабораторных условиях. Они получили этот фермент из бактерий и назвали его полинуклеотидфосфорилазой. Однако при ближайшем рассмотрении возникли сомнения, протекает ли в живой клетке именно эта реакция.

Мы предположили, что РНК в клетке образуется из нуклеотидов, содержащих не две, а три фосфатные группы, т. е. из нуклеотидов, более богатых энергией. В поисках ферментов, катализирующих такой синтез, мы исследовали множество экстрактов, полученных из различных бактерий и из клеток высших организмов.

Методика проведения такого исследования весьма проста. Свободные нуклеотиды растворимы в кислоте, но, объединившись в РНК, они перестают быть кислоторастворимыми. Мы метили нуклеотиды радиоактивными изотопами фосфора или углерода (Р32 или С14) и добавляли ихк различным бесклеточным экстрактам. Если при этом образовывался кислотонерастворимый осадок и если этот осадок был радиоактивным, то, следовательно, фермент или ферменты, содержавшиеся в экстракте, катализировали синтез РНК. С помощью этого метода мы обнаружили, что неочищенные экстракты из различных источников дают низкий выход РНК.

Тогда мы решили, что выход РНК можно увеличить, если добавить к инкубационной смеси некоторое количество РНК в качестве затравки. Этот шаг был нам подсказан приемом, уже оправдавшим себя при синтезе ДНК в бесклеточных экстрактах. А. Корнберг и его сотрудники выяснили, что для получения высокого выхода синтетической ДНК из нуклеозидтрифосфатов требуется, помимо фермента, еще и ДНК - затравка. Как только было обнаружено, что ДНК-затравка определяет последовательность оснований в синтетической ДНК, возникла мысль, что и РНК-затравка подобным же образом может определять последовательность оснований в синтетической РНК.

Итак, применяя различные методы, мы после ряда неудач выделили из кишечной палочки неочищенный препарат РНК, а также бесклеточный экстракт, который заметно ускорял превращение всех четырех нуклеозидтрифосфатов в синтетическую РНК. После этого мы приступили к очистке РНК-затравки и бесклеточного экстракта, в котором, по-видимому, содержались соответствующие ферменты.

Эта серия опытов показала, во-первых, что включение всех четырех нуклеотидов в молекулу РНК катализируется ферментом, который мы назвали РНК-полимеразой. Во-вторых, мы выяснили, что неочищенный препарат РНК был эффективным потому, что в нем содержались следы ДНК. Именно ДНК стимулировала синтез РНК. Если вдуматься, то это весьма логично: согласно общепринятой точке зрения, РНК — если она переносит информацию, закодированную в ДНК,— должна каким-то образом использовать ДНК в качестве матрицы.

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