Связь между некоторыми сочетаниями нуклеотидов

В своих исследованиях по генетическому коду М. Ниренберг и его сотрудники проследили связь между некоторыми сочетаниями нуклеотидов, или кодирующими словами (кодонами), и специфическими аминокислотами х. Оказалось, что синтетическая РНК, состоящая только из урацила, вызывает образование полипептидной цепи, состоящей только из остатков фенилаланина; отсюда он заключил, что кодирующим словом для включения фенилаланина в белок служит УУУ.

Аналогичным образом синтетическая молекула РНК, содержащая только цитозин, несет специфическую информацию для полимеризации пролина. Следовательно, кодирующим словом для включения в белок пролина служит ЦЦЦ. Сочетание урацила с цитозином (в отношении 2:1) даст код он из двух У и одного Ц (последовательность нуклеотидов в этом кодоне пока неизвестна), осуществляющий включение в полимер лейцина. Кодон же, состоящий из одного У и двух Ц, будет стимулировать включение серина.

Закономерности, установленные Ниренбергом, прекрасно совпадают € нашими результатами, полученными при изучении мутантных вирусов. Так, при обработке вируса азотистой кислотой один из цитозинов в его РНК в результате дезаминирования превращается в урацил, что может привести к замене в кодоне ЦЦЦ одного Ц на У, а следовательно, к замене пролина в белковой оболочке вируса на лейцин. Точно так же последовательность ЦУУ может превратиться в УУУ — тогда место серина в белке займет фенилаланин. Как мы уже отмечали выше, у наших мутантов часто происходило замещение серина на фенилаланин и пролина на лейцин, но никогда не наблюдалось замещений в обратном направлении.

Изучая зависимость между различными сочетаниями нуклеотидов ж составом образующихся полипептидных цепей, Ниренберг и другие исследователи непрерывно пополняли словарь кодонов. К сожалению, по мере увеличения объема словаря увеличивалась и его неопределенность. Оказалось, что некоторые аминокислоты могут кодироваться даже пятью различными кодонами; так, для лейцина, например, существует пять кодонов, а для серина — четыре.

Вот почему код является в высшей степени неопределенным, или «вырожденным». Причины «вырожденности» генетического языка остаются пока неясными. Виттман предложил схему возможных превращений кодонов для четырех аминокислот; эта схема демонстрирует вырожденность кода и может помочь определить последовательность нуклеотидов в кодоне (смотрите рисунок ниже).

Восемь возможных комбинаций, возникающих из триплета ЦЦЦ

Здесь представлено восемь возможных комбинаций, возникающих из триплета ЦЦЦ в результате дезаминирования цитозина с образованием урацила. Соответствующие триплетам аминокислоты, приведенные справа от кодонов, — это часто встречающиеся замещения в мутантах, полученных действием дезаминирующих агентов.

¹ См. М. Ниренберг, Генетический код (II) в сб. «Структура и функции клетки», «Мир», М., 1964.— Прим. перев.

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

• Поведение вирусной РНК при некоторых мутациях
• Измененный после обработки азотистой кислотой вирус табачной мозаики
• 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