Эксперимент М. Мезельсона и Ф.Сталя полуконсервативный механизм копирования ДНК

Эксперимент Мезельсона-Сталя — эксперимент, проведённый двумя молекулярными биологами — Мэтью Мезельсоном и Франклином Сталем в 1958 году. Он показал, что репликация ДНК имеет полуконсервативный характер[1]. Это означает, что каждая дочерняя двойная спираль ДНК состоит из одной старой (матричной) цепи и из одной вновь синтезированной цепи В 1957 году Мезельсон, Сталь и Джером Виноград опубликовали статью о новом методе изучения молекулярного веса и парциального удельного объёма макромолекул (например, ДНК) — равновесном ультрацентрифугировании в градиенте плотности[6]. Этот метод позволяет разделять молекулы ДНК по их плотности: каждая молекула остановится в том месте градиента, где плотность раствора совпадает с её плавучей плотностью. Авторы применили этот метод для разделения молекул ДНК, содержащих изотопы азота 14N и 15N[1]. 15N не радиоактивен, а лишь тяжелее 14N. Содержащие тяжелый изотоп молекулы ДНК функциональны и могут удваиваться. Мезельсон и Сталь показали, что если вырастить несколько поколений бактерий Escherichia coli в среде, богатой 15N или 14N, затем центрифугировать их ДНК в градиенте плотности хлористого цезия, то окажется, что более тяжёлая 15N-ДНК останавливается ближе ко дну центрифужной пробирки, чем 14N-ДНК. Для того чтобы установить механизм репликации, E. coli, которые в течение нескольких поколений росли в 15N-содержащей среде (а значит их ДНК содержала только 15N) были перенесены в 14N-содержащую среду, где им было позволено разделиться только один раз. Плотность выделенной из этих клеток ДНК оказалась больше плотности ДНК бактерий, выращенных в среде, богатой 14N, но меньше плотности ДНК бактерий, выращенных в 15N среде. Это противоречило гипотезе о консервативном характере репликации ДНК, при котором ДНК разделились бы на две фракции с высокой и низкой плотностью, но не с промежуточной. Таким образом, первая гипотеза была отброшена. Однако полученный результат не исключал дисперсный механизм репликации, при котором участки материнской ДНК чередуются с участками дочерней ДНК. Чтобы выяснить, какой из оставшихся механизмов верен, была проанализирована плотность ДНК второго поколения бактерий. По гипотезе дисперсной репликации плотность ДНК второго поколения бактерий должна быть одинаковой для всех молекул и занимать промежуточное положение между плотностью ДНК клеток первого поколения и плотностью самой лёгкой ДНК. Оказалось, однако, что клетки второго поколения содержали примерно равные количества лёгких и гибридных ДНК. Этот факт позволил исключить гипотезу дисперсного механизма репликации.

Убиквитизация и деградация белков протеасомами

Убиктивин и убиктивиновая система протеолиза. В последнее десятилетие получены убедительные свидетельства о том, что протеолитический путь деградации многих внутриклеточных белков, найденных в цитоплазме зависит от убиквитина – пептида, состоящего из 76 аминокислотных остатков с молекулярной массой 8600 Da. Убиквитин присутствует во всех клетках эукариот, при этом его структура отличается поразительной консервативностью, что свидетельствует в пользу широкого распространения убиквитин-зависимого протеолиза. В целом роль убиквитина выглядит так. Между убиквитином и белком-субстратом образуется ковалентная связь, возникающая между ε-аминными группами остатков лизина белка и карбоксильной группой концевого остатка убиквитина. Образовавшиеся конъюгаты, которые содержат более чем одну молекулу убиквитина, могут быть деградированы протеиназами, в основном протеасомами. Узнавание белков, подлежащих протеолизу осуществляется так называемым убиктивиновым комплексом, способным взаимодействовать с отработанными или аномальными белками. АТФ расходуется как на стадии образования, так и на стадии деградации конъюгатов убиквитина с белком. Есть основания полагать, что убиквитин вызывает значительные конформационные изменения субстратного белка, что делает этот белок чувствительным к протеолизу. Связывание белка с убиквитином служит сигналом для «узнавания» этого белка протеиназами, что обеспечивает механизм избирательной деградации внутриклеточных белков. Особенности белковых молекул служат сигналом для их конъюгации с убиквитином и в конечном итоге для деградации. Безусловно, крайне важна генетическая основа, обеспечивающая специфическую структуру белков и позволяющая узнавать их как субстраты протеолиза. Однако, целый ряд белков может быть узнан благодаря вторичным сигналам, которые появляются в результате посттрансляционных модификаций. К основным первичным и вторичным сигналам для присоединения убиквитина могут быть отнесены следующие: конформация N-терминальной области пептида, в частности наличие «дестабилизирующей» N-концевой или другой свободной a-аминогруппы («N-концевое правило») или специфически расположенный лизин субстрата; определенные короткие мотивы в последовательности аминокислотных остатков (а не трехмерная структура целой молекулы белка); нарушения вторичной структуры белка (неправильное свертывание) полипептидной цепи; повреждение боковых цепей остатков аминокислот, в том числе их окисление (например окисление остатков метионина); избыточное гликозилирование белков и пептидов.

Убиквин протеосомный путь

Большая часть (до 80-90%) внутриклеточного распада белков осуществляется убиквитин-протеасомным путем. Убиквитин-протеасомный путь присутствует в ядре и цитоплазме эукариотических клеток и играет важную роль в распаде нормальных и аномальных белков. Этот путь отвечает за регулируемое расщепление многих белков, в том числе тех, которые необходимы для контроля роста и пролиферации клеток, клеточной дифференцировки, иммунных и воспалительных реакций, апоптоза и метаболической адаптации. Убиквитин-протеасомный путь также осуществляет «хозяйственные» функции в основном кругообороте белка и элиминации аномальных белков с неверной кодировкой, неправильно свернутых, локализованных в несвойственных им местах, поврежденных или иным образом выведенных из действия. Убиквитин-протеасомный путь играет решающую роль в контроле мышечной массы, и его активность повышена при кахексии. Этот путь также играет существенную роль в восстановлении мышц и их ремоделировании. Убиквитин-протеасомный путь можно рассматривать как последовательность трех процессов: (1) распознавания белкового субстрата для распада; (2) ковалентного присоединения цепочки полиубиквитина в качестве метки белка для распада; (3) протеолиза белка комплексом 2500 кДа, называемым протеасомой 26S. Распознавание белка, предназначенного для распада, обычно осуществляется: (1) по определенным структурным изменениям белка, в том числе по воздействию на определенную последовательность аминокислот, которая в норме скрыта посттрансляционными модификациями, такими как фосфорилирование или гидроксилирование; (2) по присоединению или высвобождению его лигандов; (3) по взаимодействию с белком-адаптером или шапероном (например, экспорт неправильно свернутых белков с помощью шаперонов из ЭПР в цитозоль); (4) по специфическому повреждению, произошедшему в белке в результате окисления или нитрозилирования. Кроме того, наличие специфических «дестабилизирующих» остатков на iV-концевом участке маркирует пептид, предназначенный для расщепления (т.е. с более коротким периодом полураспада). Однако следует отметить, что перед тем, как подвергнуться расщеплению, не все белки получают убиквитиновую метку. Напротив, некоторые белки проходят расщепление с помощью 20S основных протеасом. Цель этой модели расщепления неясна, однако это, по-видимому, происходит с белками, имеющими отчетливо неструктурированные участки, придающие белку большую нестабильность.

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: