Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕФЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Грекова Г.А.
Шустанова Т. А.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ
Модуль 3. Синтез белка (трансляция). Генетический код
г. Ростов-на-Дону
2013
ББК 28.070
УДК 616.12-008.331.1
М 75
М – 75.Учебно-методическое пособие. Молекулярная биология. Модуль 3. Синтез белка (трансляция). Генетический код. Ростов–на–Дону, ЮФУ, 2013. – 30 с.
Учебно-методическое пособие предназначено для магистрантов факультета естествознания, обучающихся по направлению 050100 – Педагогическое образование.
Учебное пособие утверждено на заседании кафедры общей биологии ЮФУ (протокол № 10 от 18 января 2013 г.)
Составители:
Грекова Г.А., кандидат биологических наук, доцент
Шустанова Т. А., кандидат биологических наук, доцент
Рецензент:
Буриков А.А., зав. кафедрой общей биологии ЮФУ, д.б.н., профессор
Модуль 3. Синтез белка (трансляция)
Генетический код
Цель модуля – знакомство с основными свойствами генетического кода, основными этапами трансляции, ферментами, участвующими в этом процессе и механизмами регуляции.
Прежде чем перейти к механизмам биосинтеза белковых макромолекул, уместно поставить вопрос: что же такое генетический код?
Информация, заложенная в ДНК и РНК, реализуется в процессе синтеза белка. Механизмы передачи информации от ДНК на РНК понятны и очевидны, так как цепь нуклеотидов характерна для обеих структур, а матричный синтез предусматривает полную идентичность их последовательностей. Но каким же образом передается информация от РНК, содержащей всего четыре нуклеотида, на белок, содержащий 20 различных аминокислот? Если бы каждый нуклеотид передавал информацию на синтез одной аминокислоты, то всего кодировалось бы 4 аминокислоты. Не может код состоять из двух нуклеотидов, так как в этом случае можно было бы охватить не более 16 аминокислот(42 = 16). Работами М. Ниренберга и соавторов было установлено, что для кодирования одной аминокислоты требуется не менее трех последовательно расположенных нуклеотидов, называемых триплетами или кодонами. При этом между отдельными кодонами нет промежутков, и информация записана слитно, без знаков препинания. Число сочетаний 43 дает основание полагать, что 20 аминокислот кодируются 64 кодонами. Экспериментально установлено, что таких кодонов меньше, всего 61. Оставшиеся три кодона не несут в себе информацию, однако два из них используются в качестве сигналов терминации. Выявлена также интересная особенность взаимодействия кодона с антикодоном. Оказалось, что первое и второе азотистые основания кодона образуют более прочные связи с комплементарными основаниями антикодона. Что же касается третьего основания, то эта связь менее прочная, более того, основание кодона может спариваться с другим, не комплементарным основанием антикодона. Этот феномен называют механизмом неоднозначного соответствия или качания. В соответствии с этим урацил антикодона может взаимодействовать не только с аденином, но и с гуанином кодона. Гуанин антикодона способен связываться не только с цитозином, но и с урацилом кодона. Это указывает на возможность нескольких кодонов кодировать одну и ту же аминокислоту. И действительно, было установлено, что ряд аминокислот кодируется двумя и более антикодонами (табл.4).
Из таблицы видно, что только две аминокислоты - метионин и триптофан - кодируются при помощи одного кодона. Число кодонов для остальных аминокислот варьирует от двух (для аргинина, цистеина и др.) до шести (для лейцина и серина). Тот факт, что одной и той же аминокислоте соответствует несколько кодонов, называется вырожденностью генетического кода. Биологический смысл этого явления связан, по-видимому, с возможностью более быстрого отделения тРНК от мРНК, что очень важно для процесса белкового синтеза.
Характерной особенностью генетического кода является также его универсальность. Оказалось, что все живые организмы от простейших микроорганизмов до человека имеют единый генетический код.
Таблица 4 Таблица генетического кода
На основании вышеизложенного можно суммировать основные свойства генетического кода:
Трансляция
Трансляция осуществляется в клетках при помощи сложной белок-синтезирующей системы. Отдельные компоненты этой системы ассоциируют в единую структуру по мере ее функционирования и разобщаются по окончанию синтеза. В состав белок-синтезирующей системы входят следующие структуры:
- рибосомы - нуклеопротеиды, содержащие примерно 60% рибосомальной РНК и 40% различных белков;
- матричная РНК;
- транспортная РНК;
- белковые факторы и ферменты инициации, элонгации и терминации трансляции;
- набор аминокислот;
- набор аминоацил -тРНК-синтетаз, образующих аминоацил-тРНК;
- макроэрги: АТФ и ГТФ;
- ионы Мg2+, Са2+, К+ , NH4 +.
Субстратами матричного синтеза белка являются аминокислоты, соединенные с тРНК, причем последние способствуют переводу информации с последовательности нуклеотидов на последовательность аминокислот. Транспортные РНК представляют собой одноцепочечные молекулы сравнительно небольшой молекулярной массы (22-26 kDa) и состоящие из 80-100 нуклеотидов. Каждой аминокислоте соответствует от одной до шести транспортных РНК, с которыми она может образовывать комплекс.
Активация и рекогниция аминокислот
Большая часть пула аминокислот в цитоплазме клеток находится не в свободном состоянии, а в виде аминоацил-тРНК. Это предохраняет аминокислоты от метаболических превращений и способствует сохранению набора аминокислот для синтеза белка. Образованию комплекса аминокислота – тРНК предшествует активация аминокислоты и нахождение соответствующей тРНК (рекогниция). Это происходит под действием фермента аминоацил-тРНК-синтетазы, или АРС-азы. Эти ферменты имеют два активных центра, один из которых соответствует определенной тРНК, а другой строго специфичен соответствующей аминокислоте. Таким образом, в клетке должно быть не менее 20 АРС-аз, хотя фактически их несколько больше.
Активация аланина происходит следующим образом:
Инициация трансляции
Трансляция осуществляется на рибосомах – своеобразных молекулярных машинах, функционирующих в цитоплазме и ориентированных на биосинтез всех видов белковых макромолекул. Рибосомы удерживают в функциональном состоянии многокомпонентную белок-синтезирующую систему, а также обеспечивают точность считывания и реализации генетической информации. Они обладают каталитическими свойствами, образуя пептидную связь, а также выполняют функцию механического переноса пептидил–тРНК. Кроме основных функций – синтеза белка,- рибосомы регулируют собственный биогенез и ряд других метаболических процессов, например, аминоацилирование тРНК. Рибосомы прокариот состоят из двух субчастиц, отличающихся по размеру. Малая субчастица имеет коэффициент седиментации 30S (1 молекула рРНК и 21 тип белков), а большая – 50S и состоит из двух молекул рРНК и 34 различных белков. В функциональном состоянии субчастицы ассоциируют, образуя полную 70S рибосому. У эукариот размеры частиц рибосом составляют: малая- 40S (около 33 различных белков), большая- 60S (порядка 50 белков), а полная рибосома – 80S (см. рис. 17, модуль 2).
Инициация трансляции у прокариот. При образовании полной рибосомы формируются два центра трансляции: донорный (пептидильный, Р-центр) и акцепторный (аминоацильный, А-центр) (рис. 24).
Инициация начинается с образования малых инициирующих комплексов, которые затем ассоциируют в большой инициирующий комплекс. В этом процессе участвуют рибосомы, мРНК, аминоацил-тРНК, белковые факторы инициации (IF1, IF2, IF3), а также макроэрг ГТФ. В клетках эукариот первой инициирующей аминокислотой, соединенной с тРНК, является метионин, а у прокариот - формилметионин. тРНК, которая соединяется с формилметионином, обозначают тРНКfМеt, а комплекс с аминокислотой: fМеt - тРНКfМеt. В мРНК обнаружены специальные инициирующие кодоны.
У прокариот такими кодонами являются АУГ, ГУГ и, значительно реже, УУГ. Эти кодоны в процессе инициации трансляции взаимодействуют с одним и тем же антикодоном 3′ - УАЦ.
Инициация трансляции представляет собой импульс, сообщаемый молекулярной машине, ориентированной не биосинтез белка.
При этом аминокислоты соединяются друг с другом именно в той последовательности, которая была запрограммирована в мРНК. У прокариот очередность событий образования инициирующих комплексов следующая:
- 30S рибосома соединяется с IF3;
- к комплексу 30S-IF3 присоединяется инициирующий фактор IF1, и образуется малый инициирующий комплекс;
- одновременно при ассоциации fМеt - тРНКfМеt с ГТФ и с IF2 образуется малый инициирующий комплекс;
- 30S-IF1-IF3 связывается с 5′-концом мРНК и узнает инициирующий кодон. При этом образуется комплекс - 30S-IF1-IF3 – мРНК, а инициирующий кодон находит сайт, который затем преобразуется в Р - центр полной рибосомы.
Для процесса трансляции весьма важно правильное положение инициирующего кодона мРНК в этом сайте, так как от этого зависит его попадание в пептидильный (Р) центр полной рибосомы. Оказалось, что у 5′- конца мРНК имеется специальная последовательность нуклеотидов, комплементарная участку 16S, входящему в малую рибосомальную субчастицу. Взаимодействие этих комплементарных участков тРНК и мРНК ориентирует положение кодона в пептидильном сайте.
Рис. 24 Стадии образования инициирующего комплекса
- Два малых инициирующих комплекса ассоциируют в следующую структуру: - 30S-IF1-IF2-IF3 –мРНК- fМеt - тРНКfМеt – ГТФ, образуя большой инициирующий комплекс. Последний взаимодействует с 50S рибосомальной субчастицей, при этом формируется активная белок-синтезирующая система, включающая в себя полную рибосому, мРНК и тРНК. Факторы инициации отделяются от комплекса и поступают в цитоплазму в функционально активном состоянии. Энергию, необходимую для процессов комплексообразования, предоставляет ГТФ; после гидролиза макроэргической связи ГДФ отделяется от комплекса и поступает в цитоплазму. При ассоциации малой и большой рибосомальных субчастиц происходит образование пептидильного и аминоацильного центров трансляции, причем в пептидильном Р- центре находится инициирующий кодон мРНК, комплементарно соединенный с fМеt - тРНКfМеt. В аминоацильном А- центре расположен только кодон м РНК.
Элонгация трансляции
Присоединение каждого аминокислотного остатка к растущей полипептидной цепи происходит в три стадии.
Этот цикл повторяется столько раз, сколько остатков следует присоединить. Для осуществления элонгации необходимы: 1) описанный выше инициирующий комплекс; 2) следующая аминоацил-тРНК, соответствующая следующему триплету мРНК; 3) три растворимых белка цитозоля, называемые факторами элонгации - EF-Tu, EF-Ts и EF-G; 4) ГТФ. Факторы элонгации часто обозначают просто Tu, Ts и G.
На первой стадии цикла элонгации (рис.25) сначала происходит связывание следующей амино-ацил-тРНК с комплексом, состоящим из фактора элонгации Тu и молекулы ГТФ. Образующийся тройной комплекс аминоацил-тРНК-Тu-ГТФ соединяется с 70S-инициирующим комплексом. Одновременно происходит гидролиз ГТФ, и комплекс Тu–ГДФ покидает 70S-рибосому, после чего с помощью ГТФ и фактора Тs комплекс Тu–ГДФ восстанавливается до Тu–ГТФ.
Далее с А - участком рибосомы связывается новая аминоацил-тРНК. Это происходит за счет антипараллельного комплементарного взаимодействия между антикодоном новой аминоацил-тРНК и соответствующим кодоном матричной РНК. Однако кодон - антикодонового взаимодействия недостаточно, чтобы обеспечить связывание правильной аминоацил-тРНК. Точное соответствие последней кодону мРНК проверяется с помощью еще одного специфического контакта внутри А-участка между другой частью молекулы тРНК и рРНК. Следующая стадия элонгации наступает только в том случае, если оба контакта оказываются правильными.
На второй стадии цикла элонгации образуется новая пептидная связь между аминокислотами, чьи тРНК расположены в А- и Р- участках рибосомы. Этот процесс осуществляется в результате переноса инициирующего N-формил-метионинового остатка от несущей его тРНК к аминогруппе новой аминокислоты, которая только что попала в А-участок. Этот перенос катализируется пептидилтрансферазой, особым белком, входящим в состав 50 S-субчастицы (рис. 25). В результате этой реакции в А-участке образуется дипептидил-тРНК, а в Р-участке остается «пустая», ненагруженная инициирующая тРНКfМеt.
Рис. 25 Элонгация трансляции
На третьей стадии цикла элонгации рибосома перемещается вдоль м-РНК по направлению к ее 3′-концу на расстояние в один кодон (т.е. на три нуклеотида). Поскольку дипептидил-тРНК по-прежнему остается связанной со вторым кодоном мРНК, движение рибосомы приводит к перемещению дипептидил-тРНК из А-участка в Р-участок, в результате чего предыдущая, уже свободная тРНК отделяется от Р-участка и уходит обратно в цитозоль. Теперь в А-участке находится третий кодон мРНК, а второй кодон оказывается в Р-участке. Передвижение рибосомы вдоль мРНК называется транслокацией. На этой стадии необходим фактор элонгации G (называемый также транслоказой) и гидролиз еще одной молекулы ГТФ (рис. 26). На этой стадии, вероятно, происходит изменение конформации всей рибосомы, способствующее передвижению ее по мРНК к следующему кодону в направлении к 3-концу матрицы. Процесс транслокации обеспечивается энергией за счет гидролиза ГТФ.
Рис. 26 Стадия транслокации
Теперь рибосома вместе с прикрепленными к ней дипептидил-тРНК и мРНК готова к следующему циклу элонгации, т.е. присоединению третьего аминокислотного остатка; осуществляется это точно так же, как присоединение второго остатка. На присоединение каждой аминокислоты затрачиваются две молекулы ГТФ, которые гидролизуются до ГДФ и Ф. По мере движения рибосомы от кодона к кодону вдоль мРНК к ее 3′-концу аминокислотные остатки один за другим добавляются к растущей полипептидной цепи, которая все это время остается связанной с тРНК, соответствующей последней включенной аминокислоте.
Терминация трансляции
Наконец рибосома присоединила последнюю аминокислоту, полностью закончив синтез полипептида, кодируемого мРНК. О терминации полипептида, сигнализирует один из трех терминирующих кодонов мРНК, расположенный непосредственно за кодоном последней аминокислоты. Терминирующие триплеты UAA, UAG, UGA не кодируют никакую аминокислоту. Их называют бессмысленными триплетами (нонсенс-триплетами). Первоначально они были обнаружены при исследовании изменения одного-единственного нуклеотида в некоторых кодонах, соответствующих определенным аминокислотам. Это изменение приводило к возникновению нонсенс-мутанитов E.coli, для которых была характерна преждевременная терминация синтеза полипептидных цепей. С помощью таких нонсенс-мутантов, получивших название amber, ochre и opal, триплеты UAA, UAG и UGA были в конце концов идентифицированы как терминирующие кодоны.
Как только рибосома достигает терминирующего кодона, начинают действовать три терминирующих фактора (рилизинг-факторы) - белки R1, R2 и S. Они вызывают: 1) гидролитическое отщепление полипептида от конечной тРНК и его высвобождение; 2) отделение от Р- участка последней, теперь уже «пустой» тРНК; 3) диссоциацию 70S – рибосомы на 30S- и 50S – субчастицы, готовые к синтезу новой полипептидной цепи.
У эукариот синтез белка протекает в основном так же, как и прокариот, хотя и имеются некоторые различия. Например, у эукариот рибосомы имеют больший размер, у них большой ассортимент белков и белковых факторов (около 10). На цепи мРНК прокариот может синтезироваться несколько полипептидноых цепей, тогда, как у эукариот - только одна полипептидная цепь, так как транскриптон эукариот синтезирует всего одну мРНК.
Различия в механизмах трансляции в основном касаются процессов инициации трансляции.
Синтез белка - процесс, протекающий со значительной затратой энергии. Как мы уже видели, на ферментативное образование каждой аминоацил-тРНК из свободной аминокислоты затрачиваются две высокоэнергетические фосфатные группы. Для исправления ошибок, выявленных с помощью гидролитического действия аминоацил-тРНК-синтетазы, на этом этапе могут понадобиться добавочные молекулы АТФ. Напомним, что одна молекула ГТФ расщепляется до ГТФ и фосфата на первой стадии элонгации и еще одна молекула ГТФ гидролизуется в процессе транслокации. Следовательно, в итоге для образования каждой пептидной связи необходимы по меньшей мере четыре высокоэнергетической связи. Это означает, что для поддержания процесса синтеза белка необходим большой термодинамический вклад, поскольку на образование пептидной связи затрачивается не менее 7,3 х 4 = 29,2 ккал энергии фосфатной группы, в то время как стандартная свободная энергия ее гидролиза составляет всего около 5,0 ккал. Таким образом, чистая затрата энергии на синтез пептидной связи составляет 24,2 ккал/мол. Хоть столь высокий расход энергии может показаться расточительным, он служит одним из важных факторов, обеспечивающим почти совершенную точность биологического перевода генетической информации мРНК на язык аминокислотной последовательности белков.
Процессинг полипептидных цепей
Что же происходит с полипептидной цепью после освобождения ее из рибосомы? Белок остается биологически неактивным до тех пор, пока он не свернется с образованием присущей ему нативной конформации, которая определяется аминокислотной последовательностью. В какой-то момент - во время синтеза полипептидной цепи или после его завершения - белок самопроизвольно принимает свою нативную конформацию. Однако часто новообразованная полипептидная цепь не может принять окончательную биологически активную конформацию, пока она не подвергнется процессингу или ковалентной модификации. Изменения в ходе этих процессов получили название посттрансляционной модификации. У различных белков процессинг протекает по-разному.
Модификация N– конца и С – конца
В прокариотических клетках все полипептиды начинаются с остатка N-формил-метилонина, а в эукариотических- с остатка метионина. Однако формильная группа инициирующий метионин, а часто и несколько следующих за ним аминокислотных остатков иногда удаляются с помощью особых ферментов и, таким образом, не обнаруживаются в окончательно сформированном белке.
В некоторых белках после трансляции ацетилируется аминогруппа N –концевого остатка, в других модификации подвергается С- концевой остаток.
Удаление сигнальных последовательностей
Некоторые белки содержат на N-конце дополнительную полипептидную последовательность из 15-30 остатков, которая направляет этот белок к месту его назначения в клетке. Такие сигнальные последовательности в конце концов удаляются с помощью особых пептидаз.
Фосфорилирование гидроксиаминокислот
В ряде белков гидроксильные группы некоторых сериновых, треониновых и тирозиновых остатков подвергаются ферментативному фосфорилированию с участием АТФ. Возникновение фосфосериновых, фосфотреониновых и фосфотирозиновых остатков в этих белках увеличивает их отрицательный заряд. В казеине, белке молока, содержится много фосфосериновых остатков, функция которых состоит в связывании ионов Ca2+. Поскольку и ионы Ca2+, и фосфат, а также аминокислоты необходимы грудным детям, казеин молока представляет собой источник этих трех незаменимых питательных веществ. Фосфорилирование гидроксильных групп определенных остатков серина необходимо для активации некоторых ферментов, например, гликоген-фосфорилазы. Фосфорилирование специфических остатков тирозина некоторых белков оказалось важным этапом в процессе превращения нормальных клеток в раковые.
Реакции карабоксилирования
К остаткам аспарагиновой и глутаминовой кислот в ряде белков могут присоединяться дополнительные карбоксильные группы. Например, белок системы свертывания крови протромбин содержит в своей N–концевой области несколько остатков γ-карбоксиглутаминовой кислоты, которые включаются в белок при помощи фермента, зависимого от витамина К. Карбоксильные группы связывают ионы Ca2+, необходимые для запуска механизма свертывания крови.
Метилирование групп
В ряде белков определенные остатки лизина подвергаются ферментативному метилированию. Остатки монометил- и диметиллизина обнаруживаются в некоторых мышечных белках и в цитохроме с. В других белках метилированию подвергаются карбоксильные группы ряда остатков глутаминовой кислоты, что приводит к нейтрализации их отрицательных зарядов.
Присоединение боковых углеводных цепей
Боковые углеводные цепи гликопротеинов ковалентно присоединяются к полипептиду во время или после синтеза последнего. В одних гликопротеинах боковая углеводная цепь прикрепляется с помощью ферментов к остаткам аспарагиновой кислоты, в других - серина или треонина. Многие белки, которые работают вне клетки, а также «смазочные» протеогликаны, покрывающие слизистые оболочки, содержат боковые олигосахаридные цепи.
Добавление простетических групп
В состав многих ферментов входят обязательные для их активности ковалентно связанные с белком простетические группы; они также присоединяются к полипептидной цепи после того, как та покидает рибосому. Примерами таких простетических групп могут служить молекула биотина, ковалентно связанная с ацетил-СоА- карбоксилазой и гемовая группа цитохрома с.
Образование дисульфидных мостиков
Во многих белках, предназначенных для выхода из эукариотической клетки, в процессе формирования из нативной конформации появляются поперечные сшивки в результате ферментативного образования дисульфидных мостиков между остатками цистина; эти мостики соединяют друг с другом две полипептидные цепи или две части одной цепи. Поперечные дисульфидные мостики помогают уберечь нативную конформацию белковой молекулы от денатурации.
Транспорт полипептидных цепей
Некоторые новообразованные белки поступают просто в клеточный цитозоль, другие направляются к различным клеточным органеллам, третьи секретируются из клетки, четвертые встраиваются в ту или иную клеточную мембрану, где работают в качестве транспортных белков или ферментов мембран. Поэтому важно, чтобы новосинтезированный белок нашел путь к предназначенному для него месту в клетке. Каким же образом он это делает?
Многие белки содержат на своем N-конце специфические полипептидные «лидеры», которые выполняют роль сигналов, направляющих эти белки к их «рабочему» месту. Эти сигнальные последовательности уместно сравнить с почтовым индексом на письме. Белки, синтезируемые рибосомами шероховатого эндоплазматического ретикулума, в клетках поджелудочной железы и экспортируемые из этих клеток, например трипсиноген и прокарбоксипептидаза, имеют на N–концах полипептидные лидирующие последовательности. Эти сигнальные последовательности состоят из 15-30 аминокислотных остатков, многие из которых содержат гидрофобные R-группы. В процессе синтеза любого белка, в том числе предназначенного на «экспорт», сигнальные лидеры, будучи расположены на N–конце, образуются первыми. Такие лидеры узнаются особыми рецепторными участками на внешней поверхности эндоплазматического ретикулума, причем это происходит даже раньше, чем рибосома полностью завершит синтез белка. Гидрофобная жирорастворимая часть лидирующей последовательности проникает сквозь мембрану внутрь цистерн эндоплазматического ретикулума, протаскивая за собой растущую полипептидную цепь. Внутри цистерн под действием особой пептидазы сигнальный лидер отщепляется. После этого зрелый белок направляется в аппарат Гольджи, инкапсулируется и в виде секреторного пузырька покидает наконец клетку. Многие другие экспортируемые белки, функционирующие вне клетки, - белки плазмы крови, полипептидные гормоны, антитела, мукопротеины – могут поступать к месту своего назначения аналогичным путем. Весьма сходные процессы происходят и в бактериях. Наружная мембрана клеток Е.coli состоит из липидов и белков. Последние синтезируются на рибосомах, связанных с внутренней поверхностью внутренней мембраны. Сигнальные последовательности на N–концах этих белков обеспечивают их прохождение сквозь внутреннюю мембрану и сквозь стенку к соответствующим местам наружной мембраны, где и происходит встраивание полипептида. Генетические исследования сигнальных последовательностей и пептидаз, которые их в конечном счете удаляют, стали возможны благодаря существованию соответствующих бактериальных мутантов.
Регуляция синтеза белка
Синтез белка – сложный, многостадийный процесс, зависящий от функционального состояния ДНК, РНК и непосредственно белок-синтезирующей системы. Поэтому механизмы регуляции скорости образования белка реализуются как в ядре, так и в цитоплазме. Из рассмотренного понятно, что в образовании полипептидной цепи участвуют все три типа РНК. Таким образом, транскрипция является одним из факторов, определяющих скорость белкового синтеза. Экспрессия генов увеличивает скорость транскрипции, репрессия - снижает. Первоначально рассмотрим, как это реализуется на примере прокариот.
Регуляция синтеза белка у прокариот. В 1961 г. французские исследователи Ф. Жакоб и Ж. Моно впервые провели фундаментальные исследования индукции генов, кодирующих β-галактозидазу и связанные с ней ферменты в клетках кишечной палочки E.сoli. Эти исследования помогли им сформулировать гипотезу об опероне и регуляции синтеза белка в клетках прокариот.
Опероном называется совокупность генов, способных включаться и выключаться в зависимости от метаболических потребностей клетки.
Авторами впервые были оценены регуляторные механизмы на примере лактозного или Lac-оперона, строение которого представлено на рис.27.
На участке ДНК, соответствующем оперону, находятся три структурных гена (z, y, α). Эти гены кодируют β-галактозидазу, гидролизирующую лактозу до глюкозы и галактозы, галактозидпермеазу, переносящую лактозу через клеточную мембрану, а также галактозидтрансацетилазу (белок А), переносящую ацетильный остаток с ацетил–КоА на галактозу. Кроме структурных генов, оперон содержит регуляторные последовательности: ген-оператор (о), примыкающий к 3′-последовательности структурного гена, и ген-регулятор, кодирующий белок-репрессор. К гену-оператору примыкает промотор (р) - начальный сайт инициации транскрипции. Белок-репрессор, взаимодействуя с геном-оператором, частично блокирует область промотора. Это препятствует присоединению РНК-полимеразы к промотору, и транскрипция отменяется. При росте Е.coli на среде с глюкозой лактозный оперон выключен. Его функционирование и регуляция имеют место при выращивании клеток на лактозной среде. Даже в отсутствие галактозидилпермеазы определенное число молекул лактозы поступает в клетку и вступает во взаимодействие с белком-репрессором, находящимся не только в свободном состоянии, но и ассоциированным с геном-оператором (лактоза - индуктор). В результате происходит деблокирование промотора и транскрипция становится возможной. Образование β-галактозидазы приводит к гидролизу лактозы и появлению в клетке глюкозы, источника энергии. В результате интенсификации транскрипции и синтеза β-галактозидазы уменьшается количество индуктора (лактозы) и функционирование Lac-оперона репрессируется. Таким образом, реализуется регуляция по принципу обратной связи. Центральную роль здесь играет белок – репрессор. Он состоит из четырех субъединиц и имеет два центра связывания: с индуктором - лактозой и геном-оператором. Попеременно (но не одновременно) связываясь с индуктором или с геном-оператором, он включает индукцию или репрессию Lac-оперона.
Рис. 27 Схематическое изображение Lac-оперона
Имеется еще один механизм регуляции функционирования оперона. Если бактерии культивировать на среде с глюкозой, то лактозный оперон не функционирует. Это обусловлено тем, что какой-то продукт расщепления глюкозы (катаболит) репрессирует данный процесс. Каков же механизм этой репрессии? Оказалось, что РНК-полимераза присоединяется к промотору при помощи специального белка САР (catabolite gene activation protein), комплекс которого с цАМФ активирует катаболитные гены. Катаболит глюкозы ингибирует фермент аденилатциклазу, катализирующую образование цАМФ, комплекс не образуется, и индукции лактозного оперона не происходит. Таким образом, скорость транскрипции определяется образованием комплексов САР-цАМФ и их связыванием с промотором.
Рис. 28 Строение триптофанового оперона
В случае лактозного оперона лактоза - субстрат для β-галактозидазы - индуцирует синтез фермента за счет инактивации белка-репрессора и восстановления функционирования оперона. Иное явление наблюдается в процессе регуляции синтеза ферментов, осуществляющих образование аминокислоты триптофана в той же клетке Е. сoli.
Механизм регуляции транскрипции заключается в следующем. Белок – репрессор синтезируется в неактивном состоянии в виде прорепрессора. Конечный продукт деятельности ферментов – триптофан - является активатором белка-репрессора, который после активации взаимодействует с геном-оператором и останавливает транскрипцию (рис. 28).
Имеется еще один механизм регуляции, связанный со снижением скорости транскрипции, так называемая аттенуация. В клетках Е.сoli., как и вдругих бактериях, между первым структурным геном и геном-оператором расположена лидерная последовательность порядка 140-150 нуклеотидов, так называемый аттенуатор. Даже небольшой избыток конечного продукта того же триптофана приводит к тому, что РНК-полимераза, достигнув аттенуатора, перестает транскрибировать оперон. Уменьшение конечного продукта вновь включает транскрипцию.
Что касается трансляции, то у прокариот она играет значительно меньшую роль в регуляторных процессах, чем транскрипция.
Регуляция синтеза белка у эукариот. Это более сложный процесс, так как транскрипция и трансляция происходят в разных компартментах и обеспечиваются большим количеством соответствующих структур.
На уровне транскрипции регуляторные механизмы у прокариот и эукариот имеют ряд общих черт. Рассмотрим некоторые отличительные особенности. Для клеток эукариот характерна амплификация генов и их перестройка. Оба механизма обеспечивают резкое увеличение копий тех или иных белков, необходимых для реализации клеточного метаболизма.
Известно, что в клетках эукариот ДНК, соединенная с белками (гистонами), упакована в нуклеосомы. В этом состоянии транскрипция невозможна, и для экспрессии генов необходимо деблокирование транскриптона. Следовательно, образование и разрушение нуклеосом является важным фактором регуляции эукариотических генов. Каким же образом происходит деблокирование транскриптона?
Фосфорилирование гистонов. В результате действия белков гормонов происходит опосредованное фосфорилирование ядерных белков – гистонов и разрушение нуклеосом. Матрица при этом становится доступной для основных факторов инициации транскрипции, и начинается синтез РНК. При прекращении действия гормонов нуклеосомы восстанавливаются.
Ацетилирование и деацетилирование гистонов. Это важный фактор регуляции генной активности. Оказалось, что фермент гистон- ацетилаза ассоциирована с фактором ТАФ. Ацетилирование проходит по терминальному остатку лизина в полипептидной цепи гистона. В результате ацетилирования положительный заряд белка уменьшается и сродство гистона к отрицательно заряженной ДНК снижается. Это может привести к разрушению нуклеосом и деблокированию транскриптона. Деацетилирование гистонов приводит к противоположному эффекту. Специфические ацетилаза и деацетилаза ассоциированы с белками инициации транскрипции.
Регуляторными элементами являются белки инициаторного комплекса, описанные ранее, и особые нуклеотидные последовательности, способствующие интенсификации транскрипции – энхансеры. Характерная особенность этих структур заключается в том, что они влияют на скорость транскрипции независимо от локализации в опероне. Белки, взаимодействующие с энхансерами, называются энхансерными элементами, расположенными на расстоянии 1000-2000 пар оснований от региона промотора. Эти белковые факторы способны воздействовать на инициацию транскрипции благодаря образованию ДНК-петли, что приводит к пространственному сближению энхансерных элементов и, например, белков ТАТА.
Весьма существенным фактором регуляции транскрипции является процессинг РНК. Образование зрелых мРНК зависит от скоростей кэпирования, образования полиА, а также скорости сплайсинга. Для полицистронных мРНК определенное регуляторное значение имеет альтернативный сплайсинг.
Кроме белков инициаторного комплекса, на скорость транскрипции оказывают существенное влияние ДНК-связывающие белки. Из нескольких семейств наиболее известны белки типа: цинковые пальцы, спираль-виток-спираль и гомеодоменные белки. Специфическое связывание этих белков с ДНК происходит в результате взаимодействия боковых радикалов аминокислотных остатков белка с основаниями ДНК.
Цинковые пальцы представляют собой серию повторяющихся доменов (от 2 - до 9), имеющих форму пальца. В центре координации каждого домена находится цинк. В одних случаях цинк соединен с четырьмя остатками цистеина, в других – с двумя цистеинами и двумя гистидинами.
На синтез белка также влияет скорость транспорта РНК в цитоплазму. В цитоплазме мРНК, взаимодействуя с определенными белками, образует информосому – своеобразное депо, из которого мРНК освобождается по мере надобности для синтеза белка. Скорость освобождения мРНК также является фактором регуляции белкового синтеза.
Скорость синтеза белка напрямую зависит от количества мРНК, которое определяется временем ее «полужизни» или стабильностью in vivo. Таким образом, факторы, влияющие на стабильность мРНК, являются регуляторами экспрессии генов и, как следствие, белкового синтеза. Одной из структур, определяющих стабильность мРНК, является полиА – последовательность на 3'-ОН-конце. Факторы, регулирующие экспрессию генов и синтез белка, представлены в таблице 5.
Таблица 5 Факторы, влияющие на регуляцию транскрипции эукариот
|
№ п/п |
Факторы |
|
1 |
Амплификация генов |
|
2 |
Перегруппировка генов |
|
3 |
Белки инициаторного комплекса |
|
4 |
ДНК-связывающие белки |
|
5 |
Сплайсинг мРНК |
|
6 |
Стабильность мРНК |
|
7 |
Транспорт мРНК в цитоплазму |
Лимитирующей стадией процесса трансляции является ее инициация. Наиболее изучен процесс изменения скорости инициации трансляции в результате фосфорилирования фактора инициации IF2. Реакция катализируется ферментом, IF2 –киназой, причем присоединение фосфатной группы инактивирует фактор инициации. Этот феномен был изучен на примере синтеза гемоглобина в ретикулоцитах. Сначала было установлено, что глобин синтезируется только в присутствии гема. Затем была выстроена вся система регуляции синтеза глобина. Оказалось, что активация IF2 – киназы происходит за счет ее фосфорилирования цАМФ-зависимой протеинкиназой. Взаимодействие этой протеинкиназы с цАМФ и ее активацию блокирует гем, выполняя тем самым негативный контроль синтеза гемоглобина.
Регуляция синтеза белка осуществляется также на стадии процессинга белка. Модификации новосинтезированных полипептидов осуществляются при помощи соответствующих ферментов, активность которых, в свою очередь, находится под генетическим контролем. К этим модификациям относятся: метилирование, фосфорилирование, гликозилирование, а также ограниченный протеолиз.
Действие токсических и лекарственных веществ на биосинтез белка
Синтез белка наиболее сложный процесс из всех, происходящих в клетках. Его прерывание или нарушение возможно на всех трех уровнях: репликации, транскрипции и трансляции. Химические вещества, называемые мутагенами, воздействуют на процессы репликации и на структуру транскриптона и нарушают информацию о синтезе полипептидов. Такие мутагены окружающей среды, как бензоперен и линдан, подавляют синтез ДНК и таким образом, прерывают белок-синтетические процессы. Отмечено влияние токсикантов на процессы транскрипции. В этом отношении показательно влияние химических веществ, имитирующих действие эстрогенов, так называемых ксеноэстрогенов. К ним относятся, например, генистан или госсипол, способные взаимодействовать с эстрогеновыми рецепторами и изменять скорость транскрипции.
К лекарственным веществам, эффективно влияющим на синтез белка, относятся антибиотики. Как правило, они ингибируют процессы транскрипции и трансляции. Так, противоопухолевые антибиотики – актиномицин D, рубомицин С, оливомицин, митомицин С – блокируют транскриптон или ингибируют РНК-полимеразу. Многие противоопухолевые препараты иной природы также подавляют синтез белка, например, фторурацил. Большинство антибиотиков антибактериального действия ингибируют процессы трансляции.
Такие антибиотики, как норвалин и индолмицин, препятствуют образованию аминоацил-тРНК; стрептомицин, неомицин, конвалин, ауринтрикарбоновая кислота ингибируют инициацию трансляции; тетрациклин и стрептограмин ингибируют элонгацию, препятствуя связыванию аминоацил-тРНК с А-центром рибосомы. Пептидилтрансферазная реакция блокируется пуромицином и хлорамфениколом, а транслокация – эритромицином и виомицином.
Антибиотики, игибирующие синтез белка во всех клетках, весьма токсичны, и многие из них не нашли применения в медицинской практике. Стратегия разработки новых антибиотиков должна основываться на их селективном воздействии на бактериальные клетки или же на адресную доставку в определенную ткань или орган.
Тесты к модулю 3 «Генетический код. Трансляция. Регуляция»
1. Назовите ученых, расшифровавших генетический код
а) Ф. Сангер
б) Е. Чаргафф
в) М. Ниренберг, Г. Маттеи
г) Ф. Крик, Д. Уотсон
д) Ф. Мишер
2. Назовите количество нуклеотидов, которые кодируют одну аминокислоту в процессе биосинтеза белка
а) 1
б) 2
в) 3
г) 4
д) 5
3. Кодон - это участок нуклеиновой кислоты, состоящий из:
а) четырех нуклеотидов;
б) одного нуклеотида;
в) трех нуклеотидов;
г) двух нуклеотидов;
д) все перечисленное верно
4. Включение одной аминокислоты в полипептидную цепь определяется:
а) одним нуклеотидом;
б) тремя нуклеотидами;
в) двумя нуклеотидами;
г) четырьмя нуклеотидами;
д) все перечисленное верно
5. К основным свойствам генетического кода относят все, кроме
а) триплетность
б) перекрываемость
в) вырожденность
г) универсальность
д) неперекрываемость
6. Большинство аминокислот кодируется более чем одним кодоном, поэтому генетический код –
а) специфический
б) неспецифический
в) вырожденный
г) универсальный
д) неперекрывающийся
7. Вырожденность генетического кода - это:
а) способность кодона кодировать несколько аминокислот
б) способность кодона кодировать одну аминокислоту;
в) когда одна аминокислота кодируется нескольким кодонами;
г) отсутствие сигналов, указывающих на начало и конец кодона;
д) когда одно азотистое основание входит в состав только одного триплета
8. Специфичность генетического кода - это:
а) способность кодона кодировать несколько аминокислот;
б) способность кодона кодировать одну аминокислоту;
в) когда одна аминокислота кодируется несколькими кодонами;
г) отсутствие сигналов, указывающих на начало и конец кодона;
д) когда одно азотистое основание входит в состав только одного триплета
9. Неперекрываемость генетического кода - это:
а) способность кодона кодировать несколько аминокислот;
б) способность кодона кодировать одну аминокислоту;
в) когда одна аминокислота кодируется несколькими кодонами;
г) отсутствие сигналов, указывающих на начало и конец кодона;
д) когда одно азотистое основание входит в состав только одного триплета
10. Коллинеарность - это:
а) соответствие кодонов нуклеиновой кислоты последовательности аминокислот в белках;
б) комплементарность оснований в двойной спирали ДНК;
в) промоторный участок ДНК;
г) триплетность генетического кода;
д) вырожденность генетического кода
11. Одним из свойств генетического кода является «универ сальность». Это означает, что
а) все живые организмы состоят из нуклеиновых кис лот и белков
б) законы кода применимы ко всем группам живых существ
в) одна аминокислота может кодироваться нескольки ми триплетами
г) один и тот же нуклеотид не может одновременно входить в состав нескольких триплетов
д) один триплет может кодировать несколько аминокислот
12. Все утверждения, касающиеся генетического кода верны, кроме:
а) кодон состоит из трех нуклеотидов;
б) каждый кодон определяет только одну аминокислоту;
в) кодоны содержатся в мPHK;
г) для каждой аминокислоты есть только один кодон
д) между кодонами нет пробелов, которые обозначали бы конец одного кодона и начало другого
13. Напишите, используя таблицу генетического кода, аминокислотную последовательность, если ДНК имеет следующую последовательность:
Т-А-Ц-А-А-Г-Т-А-Ц-Т-Т-Г-Т-Т-Т-Ц-Т-Т
14. Напишите, используя таблицу генетического кода, аминокислотную последовательность, если ДНК имеет следующую последовательность:
Т-А-Ц-Т-Т-Г-Ц-Т-Г-Ц-Ц-Т-Г-Ц-Ц-Г-Г
15. Дан участок левой цепи ДНК: ЦЦТТГТГАТЦАТЦААА. Какова первичная структура белка, синтезируемого по генетической информации правой цепи?
а) Арг-Сер-Глн-Асп-Про
б) Про-Лиз-Трп-Сер-Лей
в) Вал-Асп-Тир-Про-Фен
г) Про-Цис-Асп-Гис-Глн
д) Лиз-Цис-Глн-Сер-Про
16. Дан участок левой цепи ДНК: ЦЦТТГТГАТЦАТЦААА. Какова будет структура синтезируемого белка, если в левой цепи ДНК выпадает 8-й нуклеотид?
а) Про-Цис-Асп-Гис-Глн
б) Вал-Асп-Тир
в) Гли-Тре-Глн
г) Про-Трп-Сер-Лей
д) Лиз-Цис-Глн
17. Дан участок цепи ДНК: ГГААЦАЦТАГТАГТТТ. Какова будет структура синтезируемого белка, если в этой цепи ДНК выпадает 8-й нуклеотид?
а) Про-Цис-Вал-Иле-Лиз
б) Про-Трп-Сер-Лей-Иле
в) Вал-Асп-Тир-Про-Фен
г) Лиз-Цис-Глн-Сер-Про
д) Про-Цис-Асп-Гис-Глн
18. Дан участок цепи ДНК: ЦГТАГГАТАЦАТААА. Какова будет структура синтезируемого белка, если к концу этой цепи ДНК добавить еще 3 нуклеотида: АЦЦ?
а) Ала-Сер-Тир-Вал-Фен-Трп
б) Про-Трп-Сер-Вал-Фен-Трп
в) Цис-Гли-Глу-Про-Лей-Лиз
г) Цис-Трп-Вал-Иле-Глн-Про
д) Лиз-Арг-Про-Фен-Иле-Глн
19. Дан участок цепи ДНК: ГТТЦТААААГГГЦЦЦ. Какова будет структура белка, если под воздействием химических мутагенов 8-й нуклеотид ДНК будет заменен на гуанозин-5 -монофосфат (Г)?
а) Трп-Лиз-Арг-Цис-Про
б) Вал-Сер-Трп-Лей-Фен
в) Гли-Глу-Про-Лей-Лиз
г) Лей-Вал-Лей-Сер-Фен
д) Глн-Асп-Сер-Про-Гли
20. Участок смысловой цепи ДНК, кодирующий полипептид, имеет следующий порядок нуклеотидов: ТААЦАААГААЦАААА. Определите структуру белка, кодируемого данным участком ДНК после вставки нуклеотидов ААА в начало цепи.
а) Асп-Сер-Вал-Фен-Трп-Глн
б) Фен-Иле-Вал-Сер-Цис-Фен
в) Лей-Вал-Лей-Сер-Фен-Про
г) Сер-Вал-Сер-Трп-Лей-Фен
д) Гли-Про-Трп-Сер-Лей-Иле
21. Трансляция - это:
а) образование двух цепей ДНК;
б) синтез белка на рибосоме
в) синтез РНК на ДНК-матрице:
г) модификация РНК
д) синтез ДНК на матрице РНК
22. В результате трансляции в клетках образуется:
а) белок;
б) тPHK;
в) мРНК;
г) рРНК;
д) все перечисленное верно
23. Трансляция протекает в:
а) ядре;
б) лизосомах;
в) мембранах клетки;
г) рибосомах;
д) аппарате Гольджи
24. «Остов» рибосомы образует молекула
а) тРНК
б) мРНК
в) рРНК
г) ДНК
д) гяРНК
25. Малая и большая субъединицы рибосом прокариот содержат следующие виды РНК:
а) 20 S + 80 S
б) 40 S + 60 S
в) 30 S + 50 S
г) 10 S + 90 S
д) 20 S + 40 S
26. Малая и большая субъединицы рибосом эукариот содержат следующие виды РНК:
а) 20 S + 80 S
б) 40 S + 60 S
в) 30 S + 50 S
г) 10 S + 90 S
д) 20 S + 40 S
27. Величина S характеризует
а) количество и структуру белка в рибосоме
б) скорость оседания рибосомы при ультрацентрифугировании
в) молекулярную массу рибосом
г) количество частиц в рибосоме
д) способность связывать специфические лиганды
28. А-сайт связывания рибосомы - это:
а) пептидильный участок, который содержит растущую полипептидную цепь в составе пептидил-тРНК в комплексе с кодоном мРНК
б) область связывания факторов инициации трансляции
в) область связывания РНК-молекул с 40S субъединицей рибосомы
г) аминоацильный участок, который содержит аминоацил-тРНК, соединенную с соответствующим кодоном мРНК
д) все перечисленное не верно
29. П-сайт связывания рибосомы - это:
а) область связывания факторов инициации трансляции
б) область связывания РНК-молекул с 40S субъединицей рибосомы
в) аминоацильный участок, который содержит аминоацил-тРНК, соединенную с соответствующим кодоном мРНК
г) пептидильный участок, который содержит растущую полипептидную цепь в составе пептидил-тРНК в комплексе с кодоном мРНК
д) все перечисленное не верно
30. В процессе трансляции участвует все, кроме:
а) мPHK:
б) аминоацил-тPHK;
в) ДНК
г) РНК-полимеразы;
д) рибосомы
31. Назовите матрицу для процесса трансляции:
а) ДНК;
6) тРНК;
в) pPHK;
г) мPHK;
д) белок
32. Назовите субстраты для процесса трансляции:
а) белки;
6) аминокислоты;
в) мононуклеотиды;
г) нуклеозидтрифосфаты;
д) мРНК
33. Ферменты, присоединяющие аминокислоту к соответствующей молекуле т-РНК, – это
а) РНК-полимеразы
б) РНКазы
в) РНК-трансферазы
г) аминоацил-т-РНК-синтетазы
д) РНК-праймазы
34. Участок молекулы т-РНК, который связывается с со ответствующей аминокислотой, называется
а) акцепторным
б) донорным
в) антигеновым
г) антикодоновым
д) оператором
35. Аминокислота присоединяется к следующему участку тPHK:
а) 5'-концу;
б) антикодону;
в) 3'-концу:
г) к минорным основаниям;
д) к фосфатам
36. При связывании аминокислоты с тPHK присоединение идет за счет образования:
а) гликозидной связи;
б) водородной связи;
в) пептидной связи;
г) сложноэфирной связи;
д) гидрофобной связи
37. В результате присоединения аминокислоты к молекуле т-РНК образуется
а) аминоациладенилат
б) амин-т-РНК
в) аминоацил-т-РНК
г) аминокислота-т-РНК
д) антикодоновая петля т-РНК
38. Участок т-РНК, образующий пары с комплементарной последовательностью из трех нуклеотидов в м-РНК, называется
а) кодон
б) оперон
в) антикодон
г) промотор
д) оператор
39. Инициирующей аминокислотой у прокариот является:
а) метионин;
б) формилметионин;
в) серин;
г) формилсерин;
д) треонин
40. Во всех клетках эукариот синтез белка начинается с включения в белковую цепь
а) метионина
б) серина
в) формилметионина
г) фенилаланина
д) тирозина
41. Оперон - это:
а) единица координированной генетической экспрессии у бактерий;
б) участок ДНК для связывания гормонов;
в) единица репликации;
г) участок терминации транскрипции;
д) участок ДНК, кодирующий один белок
42. В состав оперона у бактерий входят все, кроме:
а) структурных генов;
б) ДНК-полимеразы;
в) регуляторного гена;
г) промотора;
д) оператора
43. Регуляторный ген кодирует:
а) прoмотop;
б) репрессор;
в) индуктор;
г) РНК-полимеразу;
д) корепрессор
44. Промотор служит для связывания:
а) РНК-полимеразы;
б) репрессора;
в) индуктора;
г) ДНК-полимеразы;
д) низкомолекулярных метаболитов
45. Для начала транскрипции РНК-полимераза связывается с
а) промотором
б) белком-репрессором
в) опероном
г) геном-регулятором
д) белком-инициатором
46. Оператор – это:
а) специфический участок ДНК, который имеет область связывания репрессора, подавляющего транскрипцию структурных генов
б) совокупность структурных и регуляторных генов
в) регуляторный участок ДНК для первоначального связывания РНК-полимеразы
г) область белка-репрессора для связывания с индуктором
д) все перечисленное верно
47. Оператор служит для связывания:
а) РНК-полимеразы;
б) репрессора;
в) индуктора;
г) ДНК-полимеразы;
д) низкомолекулярных метаболитов
48. Репрессор по химической структуре:
а) углевод;
б) белок;
в) фосфолипид;
г) аминокислота;
д) жирная кислота
49. Белок-репрессор связывается с:
а) промотором
б) оператором
в) структурным геном
г) терминирующим кодоном
д) рибосомой
50. Репрессор связывается с определенным участком ДНК и тем самым:
а) предотвращает транскрипцию структурных генов;
б) активирует транскрипцию структурных генов;
в) активирует репликацию;
г) ингибирует репликацию;
д) все перечисленное верно
51. Индуктор - это вещество, которое связывается с:
а) ДНК;
б) репрессором;
в) промотором;
г) РНК-полимеразой;
д) ДНК-полимеразой
52. Транскрипция структурных генов лактозного оперона происходит, если индуктор связывается с:
а) ДНК;
б) репрессором;
в) структурным геном;
г) РНК-полимеразой;
д) все перечисленное верно
53. В набор структурных генов лактозного оперона входит все, кроме
а) a-галактозидазы;
б) b-галактозидазы;
в) пермеазы;
г) трансацетилазы;
д) все перечисленное не верно
54. Некоторые ДНК-связывающие белки содержат один или более доменов, известных под названием
а) блок Прибнова
б) «спираль-виток-спираль»
в) «лейциновая молния»
г) «цинковые пальцы»
д) все перечисленное верно
55. Энхансер:
а) активирует транскрипцию
б) ингибирует транскрипцию
в) необходим для завершения транскрипции
г) участвует в отделении РНК от ДНК
д) все перечисленное верно
Литература
Комов В.П, Шведова В.Н. Биохимия. – М.: Изд-во ДРОФА, 2006
Конычев, Севастьянова. Молекулярная биология. М.: Академия, 2005.
Северин Е.С. Биохимия. – М.: Изд-во Гэотар-МЕД, 2004
Д.М. Фаллер, Д. Шилдс. Молекулярная биология клетки. – М: Бином-Пресс, 2004.
Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология. М.: МИА, 2003.
Глик Б., Пастернак Дж. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. М.: Мир, 2002.
Кольман Я. Биохимия. Электронный интерактивный учебник. Перевод с английского. – М.: Мир, 2000.
Эллиот В., Эллиот Д. – Биохимия и молекулярная биология. М.: НИИБМХ, 1999.
Кнорре Д.Г., Мызина С.Д. – Биологическая химия. М.: Высшая школа, 1998.
Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж. и др. Молекулярная биология клетки: в 3 т. - М., Мир, 1994.
Ленинджер А. Основы биохимии в 3 томах. Перевод с английского. – М: Мир, 1985.