Главная > Химия > Биохимия, Т.3
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

29.14. Многие белки, синтезирующиеся в больших количествах, кодируются уникальными генами

Мы уже видели, что гены рибосомных РНК и гистонов повторяются много раз. Представлены ли гены, кодирующие большое количество продукта, большим числом копий? Для ответа на этот вопрос Доналд Браун (Donald Brown) выделил ген фиброина шелка шелковичного червя Bombyxmori. Выбор пал на эту систему потому, что мРНК, кодирующая фиброин шелка, имеет характерные структурные особенности. Она служит матрицей для повторяющихся последовательностей аминокислот, богатых глицином. Кроме того, гигантские клетки только одного типа синтезируют огромные количества фиброина шелка на определенной стадии развития. Для очистки РНК использовали ее большой размер (9,1 kb) и высокое содержание G по сравнению с рРНК и молекулами других РНК. Ген фиброина шелка также был частично очищен благодаря его необычно высокой плавучей плотности. Гибридизация очищенной фиброиновой показала, что в гаплоидном геноме имеется только один ген фиброина шелка.

Этот результат имел чрезвычайно важное значение для изучения экспрессии генов и дифференцировки у эукариот. Он показал, что большие количества одного определенного белка могут быть синтезированы, даже если в геноме имеется только одна копия кодирующего его гена. Единственный ген фиброина шелка служит

Рис. 29.26. Шелковичный червь (Фотография любезно представлена д-ром Karen Spraque.)

матрицей для синтеза примерно 104 молекул мРНК, сохраняющихся в течение нескольких дней. Каждая молекула мРНК служит матрицей для синтеза порядка 10 молекул белка. Таким образом, одного гена хватает для синтеза порядка 109 молекул белка в течение четырех дней. Создается впечатление, что повторяющиеся гены рибосомных РНК и гистонов скорее представляют собой исключение, чем правило. Единственный ген фиброина шелка гораздо типичнее для генов, кодирующих белки, даже белки, синтезирующиеся в больших количествах. Например, ретикулоциты содержат одну или несколько копий генов, кодирующих субъединицы гемоглобина (разд. 29.26). Подобно этому, большие количества овальбумина - основного компонента яичного белка - синтезируются в яйцеводе пасущихся кур, клетки которого содержат только одну копию овальбуминового гена на гаплоидный геном. Однако не следует упускать из виду и возможность избирательной амплификации гена как способ увеличения синтеза того или иного белка в клетках определенного типа. Некоторые опухолевые клетки в культуре приобретают устойчивость к аналогам фолиевой кислоты путем синтеза 200-кратного количества дигидрофолят-редуктазы по сравнению с нормальными чувствительными клетками. Такое количество фермента возникает вследствие избирательной амплификации гена дигидрофолят-редуктазы. Очевидно, эукариотический геном представляет собой весьма динамичную систему.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление