Организация нуклеотидной последовательности фагаφ χ74

После того как генетический код был полностью расшифрован, были разработаны методы определения нуклеотидных последовательностей ДНК и РНК, которые позволили окончательно убедиться в правильности расшифровки и универсальности кода. Определение первичной структуры природных мРНК, например мРНК куриного овальбумина (рис. 11.18), показало, что аминокислотную последовательность белка можно прочитать непосредственно по соответствующей нуклеотидной последовательности с помощью таблицы генетического кода. При этом было установлено, что терминаторные кодоны, об определении структуры которых рассказывалось в предыдущем разделе, действительно выступают в роли сигналов терминации трансляции. Более того, удалось получить представление о некоторых достаточно неожиданных способах, с помощью которых может осуществляться зашифровка генетической информации, а также ее выражение в ходе транскрипции и трансляции.

Первые неожиданности такого рода были выявлены после определения нуклеотидной последовательности генома фага фХ174, генетическая структура которого была рассмотрена в гл. 7. Полная нуклеотидная последовательность одноцепочечной ДНК фХ174, а также соответствующие аминокислотные последовательности кодируемых белков приведены на рис. 12.6. Показаны также сайты узнавания для ряда рестриктаз, использованных при определении последовательности ДНК. В целом наблюдается хорошая корреляция между нуклеотидной последовательностью (рис. 12.6) и генетической картой (рис. 7.5) фага. Однако можно отметить и три случая отклонения от такой корреляции. Вопервых, имеет место расхождение между рекомбинационными частотами и физическими расстояниями, особенно в области гена А. Во-вторых,

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

84 Экспрессия генетического материала

Рис. 12.6. Нуклеотидная последовательность ДНК генома фага фХ174 cs70. Над нуклеотидной последовательностью приведены аминокислотные последовательности кодируемых белков. Последовательность кольцевой фаговой ДНК начинается после терминаторного кодона Η-белка. Нумерация начинается от уникального сайта расщепления рестриктазой Pst I. Слева от последовательности поставлены буквы, отражающие название белка, кодируемого данным участком генома. Сайты узнавания для ряда рестриктаз помечены под соответствующими участками последовательности, при этом использованы следующие обозначения:

A Alu I H Hha I P Pst I R Hind II Y Hap II

F Hinf I M Mbo II Q Hph I T Taq I Z Hae III

Точковая мутация cs70 обусловливает чувствительность к пониженной температуре и, вероятно, изменяет структуру белка F. Нуклеотидная последовательность, соответствующая белку К, перекрывается с последовательностями белков А и С. Эта последовательность идентифицирована на основе гомологии с близкородственным фагом G 4. К-белок был обнаружен в клетках, инфицированных фагом G 4, однако при инфекции фХ174 присутствие аналогичного белка выявлено не было. Следует отметить, что фаг G 4 направляет синтез набора белков, гомологичных всем белкам, которые обнаружены в клетках, инфицированных фагом фХ174. (По Sanger F . et al. 1978. J. Mol. Biol. 125, 225.)