77
П Р И Л О Ж Е Н И Е
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Регуляция синтеза белка на стадии репликации
Регуляция на данной стадии возможна путем добавления (или удаления)
кодирующих (или регуляторных) участков на ДНК. Суть данного способа
заключается в следующем: если удалить матрицу (“деминуция”), то и синтеза
белка с нее не
будет, а если увеличить дозу определенного гена в ДНК
(“амплификация”, “мультипликация”), то появится возможность ускорить
построение белков на многих одинаковых матрицах.
В большинстве случаев наличие избыточной генетической информации
отрицательно сказывается на жизнеспособности клеток, а ее недостаток,
возникающий из-за недорепликации ДНК, приводит к их гибели из-за
отсутствия жизненно важных
генов. Однако в природе известны изменения
дозы генов в нормальном клеточном цикле или онтогенезе организма. Такие
процессы в норме идут под жестким контролем специальных механизмов.
Пример деминуции генов наблюдается у аскариды, теряющей в
онтогенезе значительное число генов соматических клеток. Устранение генов
из состава ДНК приводит к прекращению синтеза всех закодированных
в них
белков.
Примеры влияния амплификации на синтез белков:
1) Известно токсичное вещество метотрексат, ингибирующее фермент
дигидрофолатредуктазу и из-за этого блокирующее метаболизм витамина -
фолиевой кислоты. Однако у клеток, находящихся в условиях действия
метотрексата, возможна амплификация (возрастание числа копий) гена dhfr,
кодирующего дигидрофолатредуктазу. Число генов dhfr в линии клеток,
устойчивых к метотрексату,
варьирует от 40 до 400 в зависимости от строгости
селекции и индивидуальной клеточной линии. С возросшего числа генов
синтезируется значительно больше молекул этого фермента, что позволяет
клетке восстановить нарушенный обмен витамина.
2) Клетки, устойчивые к тяжелому металлу кадмию, содержат
увеличенное число копий генов, кодирующих белки металлотионеины (см.
Приложение 5), осуществляющие обезвреживание этого токсичного металла.
Амплификация генов может происходить в несколько стадий, с
постепенным увеличением числа копий данного гена.