| Головна |
| «« | ЗМІСТ | »» |
|---|
Наведена вище інформація підтверджує положення про те, що ДНК - єдиний генетичний матеріал (генна молекула), що виконує як аутокаталітічну, так і гетерокаталітічну функції. Хоча таке уявлення досить точно відображає суть процесів, що відбуваються в клітині, воно не охоплює, по крайней мере, один клас самовоспроізводя- трудящих біологічних об'єктів - РНК-вірусів.
Відомо, що деякі віруси, головним чином інфікують рослини, не містять ДНК. Замість неї в їх частинках міститься РНК, яка відрізняється від ДНК за хімічним складом тим, що в ній присутній цукор - рибоза, а пиримидиновое підставу тимін замінено на ура цил. Крім того, РНК не володіє структурою подвійної спіралі, як ДНК, а має одинарну ланцюг. Тим часом саме структура подвійної спіралі, як у ДНК, необхідна для точного відтворення спадкової інформації за схемою Уотсона і Крика. Ці два труднощі спочатку здавалися труднопреодолімимі.
Однак досліди, проведені з вірусом тютюнової мозаїки (ВТМ), чітко показали, що його білки не грають генетичної ролі при зараженні рослин. Це послужило додатковим аргументом на користь того, що спадковим речовиною вірусів служить нуклеїнова кислота, а не білкова складова. Як і більшість вірусів рослин, ВТМ складається з білка і рибонуклеїнової кислоти. РНК за хімічною структурою близька до ДНК. Частка вірусу містить молекулу РНК, що складається приблизно з 6 400 нуклеотидів, укладену в білкову оболонку. Білкова оболонка включає близько 2 130 однакових субодиниць, кожна з яких представляє собою поліпептидний ланцюг з 158 амінокислот, розташованих в певній послідовності.
Генетічсская роль РНК у вірусу тютюнової мозаїки була доведена в експериментах Г. Френкель-Конрат, А. Гірери, Г. Шрамм та ін. Були розроблені хімічні методи, що дозволяють розділити РНК і білок вірусу (рис. 5.10). Зазвичай очищений препарат РНК ВТМ зберігає не більше 0,1% инфицирующей активності препарату интактного (неушкодженого) вірусу. Однак при належних умовах вірус можна реконструювати в лабораторних умовах з суміші очищеного препарату РНК і білка. Субодиниці білка з'єднуються один з одним і з РНК, утворюючи інтактний вірус з нормальною інфекційної здатністю.
Мал. 5.10. Поділ частинок вірусу тютюнової мозаїки на РНК і білкові субодиниці
Відомо безліч різновидів ВТМ, що відрізняються за амінокислотним складом білків, колі рослин-господарів і вірулентності на різних рослинах. Наприклад, в білковій оболонці ВТМ стандартного штаму відсутні гистидин і метіонін, тоді як в аналогічному освіті вірусу штаму HR ці амінокислоти присутні.
Були проведені експерименти по реконструкції гібридних вірусів з очищеного білка HR і очищеної РНК стандартного штаму. Такі віруси мали нормальної інфекційної здатністю. Коли ж цими вірусами заражали рослини, склад білкової оболонки потомства гібридних вірусів і штаму, з якого була взяга РНК, виявився ідентичним. Таким чином, склад білкових оболонок потомства цих вірусів визначався виключно РНК. Виявилося, що лише PI IK володіє функціями, необхідними для передачі у спадок цієї ознаки. Результати проведених досліджень показали, що єдина молекула РНК интактного ВТМ здатна заразити рослинну клітину і забезпечити формування повноцінних часгіц цього вірусу.
Таким чином, вже перші дослідження по ідентифікації спадкових структур в клітинах різних організмів показали, що саме нуклеїнові кислоти є носіями спадковості у всіх організмах. У всіх прокаріотичних і еукаріотичних клітинах генетичні функції виконують два типи нуклеїнових кислот: ДНК і РНК.