Белковый синтез

30.05.2010г.

Согласно современной гипотезе, в последовательности четырех оснований ДНК (гуанина, аденина, тимина и цитозина) закодирована последовательность 20 видов аминокислотных единиц, из которых построен белок. Весь (или почти весь) белковый синтез протекает не в клеточном ядре, а в цитоплазме. ДНК же всегда остается в ядре.

Следовательно, информация, заключенная в ДНК, должна каким-то образом переноситься в цитоплазму. Согласно современным представлениям, переносчиком и переводчиком информации, -записанной в ДНК, служит особая форма РНК — так называемая информационная РНК. Каждая молекула ДНК играет роль матрицы для молекулы специфической информационной РНК; последняя в свою очередь является матрицей при синтезе определенного белка. Итак, активность гена — это скорость образования в нем информационной РНК.

Действительно, известно, что в хромосомных вздутиях содержатся -значительные количества РНК. В обычных же, не вздутых дисках присутствуют в основном, как мы уже отмечали, ДНК и гистон. Как правило, при образовании вздутия количество ДНК и гистона не изменяется, тогда как содержание РНК сильно возрастает.

Присутствие РНК можно доказать, применяя окрашивание метахроматическими красителями (например, толуидиновым синим); при этом РНК принимает красно- фиолетовую окраску, а ДНК — бледно-голубую. Однако резкое возрастание количества РНК еще не говорит о том, что синтез РНК является главной функцией вздутий. Прежде всего некоторые красители выявляют присутствие во вздутиях наряду с РНК еще одного белка (не гистона), который также, по-видимому, синтезируется во вздутиях.

Для того чтобы выяснить, является ли РНК основным продуктом, образующимся во вздутиях, Пеллинг, сотрудник нашей лаборатории, воспользовался методом радиоавтографии. Он вводил меченный тритием уридин (уридин используется клеткой для синтеза РНК, но не ДНК) личинке хирономуса, которую через некоторое время убивали. Гигантские клетки приводились в контакт с пластинкой, покрытой фотоэмульсией. При этом в местах радиоактивных локусов на эмульсии образовывались темные пятна.

Если личинку убивали почти сразу после введения меченого уридина (иногда уже через 2 минуты), то метка обнаруживалась только во вздутиях, кольцах Бальбиани и ядрышках. (В ядрышках содержится большое количество РНК и белка; эти структуры образуются во всех клетках особыми участками хромосом, так называемыми организаторами ядрышка, и, очевидно, принимают участие в возникновении рибосом — цитоплазматических структур, в которых протекает белковый синтез.) В остальных частях хромосом и цитоплазме радиоактивность долгое время после введения Н3-уридина оставалась очень низкой.

Если же препараты сначала обрабатывали ферментом, разрушающим РНК, и только после этого помещали их на фотопластинку, то метка отсутствовала. Далее, оказалось, что существует тесная зависимость между размером вздутий и скоростью синтеза РНК. Так, введение актиномицина D (антибиотик, специфически подавляющий любой синтез РНК, зависящий от ДНК) ведет к прекращению образования РНК. Следовательно, РНК синтезируется на ДНК в хромосоме. Все полученные результаты подтверждают мысль о том, что по вздутиям на хромосомах можно судить о величине синтетической активности генов.


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





Читайте далее: