Айала ф., Кайгер Дж. Современная генетика: в 3-х т. Т. 2. Пер. С англ.: – м.: Мир, 1988. – 368 с.

12. Генетический код 91

роде способах записи и реализации генетической информации. Дальнейшие исследования показали, что обнаруженные особенности организации генома фХ174 вовсе не уникальны. Так, в геноме фага λ были обнаружены перекрывающиеся гены, транслируемые как со сдвигом рамки, так и в той же рамке, аналогично генам А и А* фХ174. Судя по всему, перекрывающиеся гены представляют собой хотя и необычный, но все же довольно распространенный элемент организации генома. Их происхождение может быть связано с процессом эволюции молекул ДНК, на котором в определенных ситуациях могли начать сказываться ограничения на физический размер генома.

Генетические факторы, влияющие на трансляцию кода

Процесс трансляции нуклеотидной последовательности ДНК в аминокислотные последовательности белков осуществляется с помощью сложнейшей биохимической машины. Структура основных составляющих этой машины также закодирована в ДНК в виде генов тРНК, рибосомных РНК, рибосомных белков и т.п. Эти гены так же, как и любые другие, подвержены мутациям, что дает генетикам возможность использовать такого рода мутации в качестве инструментов для непосредственного изучения механизма трансляции. Те мутации, которые вносят серьезные нарушения в процесс трансляции, без сомнения, должны быть летальными. Однако удается обнаружить и условно-летальные мутации, и такие мутации, которые лишь незначительно сказываются на общем ходе трансляции. Мутации этого типа довольно часто оказываются супрессирующими по отношению к каким-либо другим трансляционным мутациям.

Мы уже встречались с внутригенными супрессорами мутации сдвига рамки, которые сами по себе оказываются также мутациями сдвига рамки. Внутригенные супрессорные мутации другого типа наблюдаются при образовании псевдоревертантов, обсуждавшихся ранее (см. рис. 12.5). Эти мутации затрагивают тот же кодон, что и первичные мутации, и приводят к тому, что исходная аминокислота оказывается заменена на отличную от нее, но также подходящую (для функционирования данного полипептида) аминокислоту.

Мутации, влияющие непосредственно на работу трансляционного аппарата, как правило, затрагивают гены, отличные от тех генов, которые содержат исходные супрессирующие мутации. Супрессирующие мутации такого рода называют внегенными супрессорами. Для них, как правило, характерна аллельная специфичность. Мутации типа amber, ochre и opal, приводящие к возникновению терминаторных кодонов, относятся к классу условно-летальных. Их можно различить по избирательному восстановлению жизнеспособности соответствующих мутантов в системах, несущих специфические супрессорные гены (табл. 7.1). Первые успехи были достигнуты при изучении природы amber-cynpeccoров. Их можно получать из Su^– -штаммов, обрабатывая мутагенами, индуцирующими нуклеотидные замены. Действие amber-супрессоров сводится к предотвращению преждевременной терминации трансляции,

Айала ф., Кайгер Дж. Современная генетика: в 3-х т. Т. 2. Пер. С англ.: – м.: Мир, 1988. – 368 с.

92 Экспрессия генетического материала

Таблица 12.8. Химические и генетические свойства пяти различных amber-cynpecсоров
Amber-супрессор	Включающаяся аминокислота	Синтез белка (в % по отношению к дикому типу)	Ochre-супрессор
sul ^+	Ser	28	—
su2^+	Gln	14	—
su3 ^+	Туr	55	-
su4 ^+	Туr	16	+
su5 ^+	Lys	5	+
По Garen A. (1968). Science, 160, 149.

которая происходит на возникших в результате amber-мутаций дополнительных терминаторных кодонах с помощью подстановки определенной аминокислоты. Известно несколько различных amber-супрессоров, в присутствии которых вместо терминации на amber-кодоне может происходить подстановка той или иной аминокислоты (табл. 12.8).

Мутации, супрессирующие nonsense-мутации, происходят в генах тРНК. Так, amber-супрессия su 3 ⁺, выражающаяся в подстановке тирозина в положение, соответствующее кодону UAG, проявляется в штаммах, несущих мутацию в антикодоновом участке гена тРНК^Туг. Обычный антикодон тРНК^Туг-это GUA, который, согласно правилам неоднозначного соответствия, узнает тирозиновые кодоны U ас. тРНК^Туг штамма su3⁺ несет антикодон CUA, который «узнает» amber-кодон UAG, и благодаря этому вместо терминации трансляции происходит включение в полипептидную цепь остатка тирозина (рис. 12.8). Однако не все nonsense-супрессоры возникают в результате мутаций в антикодоновом участке генов тРНК. Так, opal-супрессия, при которой терминаторный кодон UGA узнается как дополнительный сигнал включения

Рис. 12.8. Структура тРНК^Туг Е. coll. Показана последовательность антикодона CUA измененной тРНК^Туг, придающей клеткам способность к amberсупрессии. Нормальный тирозиновый антикодон имеет строение G*UA (знак * означает, что имеет место посттранскрипционная модификация соответствующего основания). (По Goodman H. et al. 1968, Nature 217, 1019.)