Трансляция днк

Третий вид специализированного переноса информации от ДНК непосредственно к белку наблюдался только в лаборатории in vitro. Некоторые антибиотики, такие, как стрептомицин и неомицин, взаимодействующие с рибосомами, могут так изменять их свойства, что вместо мРНК рибосомы в качестве матрицы для трансляции начинают использовать одноцепочечную ДНК. Таким образом последовательность оснований в одноцепочечной ДНК непосредственно переводится в аминокислотную последовательность синтезируемого полипептида. Перенос этого типа вряд ли имеет место в природе.

Запрещенные (неизвестные) варианты переноса информации

Под переносом генетической информации от белка к ДНК или РНК следовало бы подразумевать процесс перевода аминокислотной последовательности в определенную нуклеотидную последовательность ДНК

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

52 Экспрессия генетического материала

или РНК. Для осуществления этого процесса потребовался бы переход от 20-буквенного алфавита к 4-буквенному, который, если бы и был возможен, то только с использованием не менее сложного трансляционного аппарата, чем тот, что переводит информацию, закодированную в мРНК, в структуру соответствующих белков. Мы не располагаем никакими экспериментальными данными, которые позволили бы предположить существование такого аппарата. Соответственно процессы переноса информации от белка к ДНК или РНК никогда не наблюдались и, по-видимому, в действительности не происходят.

Третий запрещенный вид переноса информации от белка к белку (от аминокислотной последовательности к аминокислотной последовательности) также никогда не был зарегистрирован. Нет никаких оснований полагать, что белки в принципе способны к репликации. Способность к самовоспроизведению, очевидно, присуща исключительно нуклеиновым кислотам.

Колинеарность генов и полипептидов (прокариоты)

Представление о колинеарности генов и полипептидов логически вытекает из основной гипотезы, согласно которой наследственная информация кодируется линейной последовательностью оснований в ДНК и выражается в виде линейных последовательностей аминокислот в полипептидах. Соотношение колинеарности представляется естественным отражением того, что и ДНК, и белки являются линейными полимерами. Однако лишь прямое подтверждение того, что гены и полипептиды действительно колинеарны, полученное в 1964 г., явилось окончательным разрешением более чем десятилетней дискуссии, основанной на более или менее правдоподобных гипотезах.

Триптофансинтаза Е. coli состоит из двух полипептидных цепей А и В, кодируемых генами trp А ⁺ и trp В ⁺ . Многочисленные мутации, лишающие активности триптофансинтазу, были картированы в гене trp А. Используя методы, описанные в главе 8, эти мутации можно расположить по порядку на линейной генетической карте. Удалось определить аминокислотную последовательность Α-цепи нормальной триптофансинтазы (рис. 11.15) и нескольких неактивных вариантов фермента, продуцируемых набором штаммов, содержащих мутантные гены trp A. Оказалось, что каждая из этих мутаций обусловливает замену одной или нескольких аминокислот в Α-цепи дикого типа. Относительное расположение всех этих аминокислотных замен и соответствующих мутаций, локализованных на генетической карте, показано на рис. 11.16. В этом случае налицо полное соответствие между генетической картой мутаций и расположением измененных аминокислот в молекуле белка. Например, мутация trp A3, обусловливающая замену Glu  Val в положении 49 от N-конца полипептида, картируется левее мутантного локуса trp A446, изменяющего аминокислоту в положении 175 (Туг  Cys). Мутация же trp A446 в свою очередь картируется левее мутации trp A58, изменяющей аминокислоту в положении 234 (Gly  Asp), и так далее.

Заметим, что в положении 234 возможны две аминокислотные замены: мутация trp A58 обусловливает замещение Gly  Asp, a