| Головна |
| «« | ЗМІСТ | »» |
|---|
Відомі три види процесів, в рамках яких здійснюється спеціалізований перенесення генетичної інформації. Один з них - перенесення інформації від РНК до РНК - вдається зафіксувати тільки в клітинах, заражених вірусами, генетичний матеріал яких представлений РНК. Це, зокрема, вірус тютюнової мозаїки і багато інших вірусів рослин, які містять РНК бактеріофаги і деякі інші віруси тварин, такі як поліовірусу. Ці вірусні геномні РНК, одноцепочечниє або дволанцюжкові, несуть гени, що кодують специфічні РНК-реплікази, які по РНК-матриці можуть синтезувати комплементарні молекули РНК, здатні в свою чергу служити матрицями для синтезу аналогічним способом копій батьківських ланцюгів РНК. Перенесення генетичної інформації від РНК до РНК також заснований на принципі комплементарності підстав у батьківській і дочірньої ланцюгах РНК.
Даний вид спеціалізованого перенесення генетичної інформації від РНК до ДНК виявлено в клітинах тварин, інфікованих вірусами певного типу. Це особливий тип РНК вірусів, званих ретровірусами. В даний час встановлено, що ще один тип вірусів - ДНК-вірус гепатиту В - у своєму розвитку також використовує перенесення інформації від РНК до ДНК.
Ретровіруси містять молекули одноцепочечной РНК, при цьому кожна вірусна частка має дві копії РНК-геному, т. Е. Віруси цього типу є єдиною відомою різновидом диплоїдних вірусів. Вперше вони були виявлені за здатністю викликати утворення пухлин у тварин. Перший вірус цього типу був описаний в 1911 р Пейтон Раусом, які виявили інфекційну саркому у курей.
Після проникнення РНК ретровірусу в клітку господаря вірусний геном піддається зворотної транскрипції. При цьому спочатку утворюється дуплекс РНК-ДНК, а потім дволанцюжкова ДНК. Ці етапи передують експресії вірусних генів на рівні білків і утворення РНК-геномів.
Фермент, що каталізує комплементарное копіювання РНК з утворенням ДНК, називається зворотного транскриптазой. Він міститься в ретровірусних частинках (вирионах) і активізується після потрапляння вірусу в клітину і руйнування його липидно-глікопротеїновими оболонки.
Є дані про те, що зворотна транскрипція відбувається і в самих різних клітині, а зворотна транскриптаза грає важливу роль в процесах розбудови генома.
Зворотні транскриптази ретровірусів - це по суті ДНК полімерази, які можуть використовувати in vitro в якості матриці ДНК.
Однак набагато ефективніше вони працюють на РНК. Як і всі ДНК полімерази, зворотні транскриптази не здатні ініціювати синтез нових ланцюгів ДНК. Але якщо синтез вже ініційований за допомогою праймер- ної РНК або З'-кінцевої ділянки ДНК, то фермент ефективно здійснює синтез, використовуючи ланцюг ДНК як матрицю.
Ретровіруси виявилися дуже корисним інструментом сучасних генно-інженерних досліджень. Вони служать джерелом для отримання практично чистої зворотної транскриптази - ферменту, що грає найважливішу роль в численних роботах, заснованих на клонування еукаріотичних генів. Так, очищену індивідуальну мРНК, що кодує цікавить дослідника білок, як правило виділити набагато легше, ніж фрагмент ДНК генома, що кодує цей білок. Потім за допомогою зворотної транскриптази можна отримати ДНК-копію цієї мРНК і вбудувати її в відповідну плазміду для клонування і вироблення значної кількості потрібної ДНК.
Трансляція ДНК. Третій вид спеціалізованого перенесення генетичної інформації від ДНК безпосередньо до білка вдалося спостерігати тільки в лабораторії in vitro. У лабораторних умовах деякі антибіотики, зокрема стрептоміцин і неоміцин, які взаємодіють з рибосомами, можуть так змінювати їх властивості, що рибосоми починають використовувати в якості матриці замість мРНК одноцепочечную ДНК, з якої послідовність підстав безпосередньо перекладається в амінокислотну послідовність синтезованого поліпептиду.