Измененный после обработки азотистой кислотой вирус табачной мозаики

Измененный после обработки азотистой кислотой вирус табачной мозаики вызывает у зараженного растения табака совершенно иные симптомы заболевания. Возникшие изменения передаются по наследству. Часто по своему поведению измененный штамм напоминает уже известный природный мутант вируса. Следовательно, в таких случаях изменение обработанного вируса представляет собой истинную мутацию.

Изучение механизма действия азотистой кислоты на нуклеотиды РНК

Изучение механизма действия азотистой кислоты на нуклеотиды РНК проливает свет на механизм мутации. Азотистая кислота вызывает замещение аминогруппы (NH₂) в нуклеотиде на гидроксильную группу (ОН). При этом цитозин превратится в урацил (смотрите рисунок ниже).

Мутация при действии азотистой кислоты

При действии азотистой кислоты, вызывающей замещение аминогруппы цитозина и аденина на гидроксильную группу, происходит мутация. В результате образуются соответственно урацил и гипоксантин. Дезаминирование же гуанина с возникновением ксантина не приводит к мутации, поскольку в данном случае те участки молекулы, которые взаимодействуют при репликации или в двухцепочечных молекулах (даны жирным шрифтом), остаются без изменения.

В случае замены одного, двух или трех остатков цитозина в цепи вирусной РНК на урацил вполне может возникнуть новый жизнеспособный штамм вируса, заражение которым проявляется в несколько иных симптомах, чем заражение исходным вирусом.

Дезаминирование аденина азотистой кислотой приведет к возникновению гипоксантина. Как правило, этот нуклеотид не содержится в РНК; напоминая по своей структуре гуанин, он может соединяться с цитозином. Это изменение также может иногда привести к появлению мутантного вируса. В то же время при дезаминировании гуанина до ксантина никакой мутации не происходит, ибо ксантин ведет себя так же, как гуанин.

Следующим шагом явилось установление того факта, что незначительное изменение в нуклеотидном составе вирусной РНК сопровождается заметным нарушением вирусной активности. Правда, мы не можем обнаружить локализацию измененных нуклеотидов в РНК различных штаммов вируса табачной мозаики. Современные аналитические методы еще не позволяют уловить разницу между РНК разных штаммов, выражающуюся всего в нескольких нуклеотидах. Вот почему мы обратились к изучению белков, синтезированных под контролем искусственно измененной РНК.

Белковая оболочка, окружающая стержень РНК в частице вируса табачной мозаики, состоит примерно из 2200 молекул. Поэтому любое изменение в РНК, отраженное в составе белка, будет многократно повторено, так что уловить нарушение белковой структуры не представит особой трудности. Более того, замещение хотя бы одной из 16 различных видов аминокислот, содержащихся в вирусном белке, выразится в изменении 5% (или даже более) общего аминокислотного состава молекулы.

«Молекулы и клетки», под ред. Г.М.Франка

• Поведение вирусной РНК при некоторых мутациях
• Связь между некоторыми сочетаниями нуклеотидов
• Вирус табачной мозаики (ВТМ)
• Вирусный белок
• Состав природных штаммов вируса табачной мозаики
• Замещения в химических мутантах вируса табачной мозаики
• Опыты по искусственному изменению белковых оболочек вируса