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

82 Экспрессия генетического материала

Терминаторные кодоны

Amber-мутации вызывают преждевременную терминацию белкового синтеза (рис. 12.3). Природа терминирующего сигнала, возникающего при amber-мутации, была установлена с помощью анализа аминокислотных последовательностей щелочной фосфатазы Е. coli и белка головки фага Т4. Проводили мутагенез штамма E. coli, несущего amber-мутацию, инактивирующую щелочную фосфатазу, и отбирали ревертанты с полностью или частично восстановленной активностью фермента. Сравнивали аминокислотные последовательности ферментов, выделенных из штаммов с восстановленной активностью фосфатазы и из штамма дикого типа. Аминокислотные замены, наблюдаемые в одном из положений последовательности фермента, показаны на рис. 12.5. Исходная amber-мутация произошла в триптофановом кодоне. Оказалось, что ферменты, выделенные из ревертантных штаммов, в том же положении содержат как триптофан (истинные ревертанты), так и другие аминокислоты - лизин, глутамин, глутаминовую кислоту, серии, тирозин и лейцин (псевдоревертанты). Исходя из предположения о том, что мутация, вызывающая реверсию, в каждом случае сводится к замене одной нуклеотидной пары, и из сравнительного анализа структуры всевозможных кодонов, соответствующих вышеназванным аминокислотам, можно заключить, что существует только один триплет UAG, который может быть получен из всех кодонов с помощью замены одного нуклеотида (рис. 12.5). UAG является одним из трех кодонов, не соотнесенных с той или иной аминокислотой. Схемы взаимодействия кодонов, аналогичные той, которая приведена на рис. 12.5, были получены для пяти различных аминокислотных позиций в белке головки фага Т4. Таким образом, единственный терминаторный кодон, возникающий при amber-мутации, имеет структуру UAG.

Amber-мутации представляют собой класс условно-летальных мутаций, впервые обнаруженных и охарактеризованных на примере бактериофагов. Такие мутации оказываются летальными для фага лишь при

Рис. 12.5. Аминокислотные замены, обнаруженные в последовательности щелочной фосфатазы у ревертантов, полученных из штаммов E. coli, несущих amber-мутацию в гене этого фермента. Исходная amber-мутация произошла в кодоне, соответствующем остатку триптофана в ферменте дикого типа (пунктирная стрелка). Показаны все кодоны, которые мог-	ли бы соответствовать наблюдаемым аминокислотным заменам (сплошные стрелки), Amber-кодон UAG является единственным структурным вариантом, в рамках которого все наблюдаемые аминокислотные замены можно интерпретировать как обусловленные замещением единичного нуклеотида в кодоне. (По Garen А. 1968. Science, 160, 149.)

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

12. Генетический код 83

инфицировании определенных клеток. Однако в некоторых штаммах, несущих супрессорный ген (Su ⁺ ), развитие подобных мутантных фагов происходит (гл. 7, табл. 7.1). Два других типа супрессируемых условнолетальных мутаций получили название «ochre» и «opal». Эксперименты, аналогичные тем, которые были проведены для установления природы amber-мутации, показали, что ochre-мутации приводят к возникновению терминаторного триплета UAA, а opal-мутации - к возникновению еще одного терминаторного сигнала UGA. Таким образом, благодаря этим исследованиям удалось окончательно установить смысловое значение всех 64 возможных кодонов: с помощью 61 триплета кодируются аминокислоты и еще 3 триплета выполняют роль терминаторных кодонов. Поскольку терминаторные кодоны, в том числе возникающие и при некоторых видах мутаций, например при amber-мутациях, сами по себе не кодируют какую-либо аминокислоту, их часто называют nonsense-кодонами (т.е. бессмысленными кодонами), а соответствующие мутации-nonsense-мутациями. Однако ввиду того, что эти кодоны на самом деле не бессмысленны, а имеют вполне определенное смысловое значение, мы до сих пор избегали употреблять эти достаточно распространенные словосочетания.