дована довольно детально. Для образования полного репликазного комплекса кроме субъединицы, детерминируемой геномом фага, нужны еще три бактериальных белка. Это рибосомный белок S1 и факторы элонгации EF-Tu и EF-Ts. Все эти три белка обычно участвуют в трансляции мРНК. Однако фаг использует их способность связываться с РНК совсем для другой цели.

Репликация одноцепочечного фага должна протекать в две стадии. Сначала на содержащейся в фаговой частице плюс-цепи образуется .комплементарная минус-цепь. Для инициации этой стадии необходимы еще один бактериальный белок, а именно фактор HF6, и GTP. Образующиеся минус-цепи не остаются связанными с плюс-цепями. Они, по-видимому, освобождаются от репликазы в одноцепочечной форме ?и складываются, образуя высокоупорядоченные молекулы с большим числом шпилек. (Как и в случае плюс-цепей РНК фага MS2, показанных на рис. 15-19.) Далее минус-цепи копируются (фактор HF для этого не нужен), образуя большое число новых плюс-цепей, которые включаются в готовые фаговые частицы.

Репликаза фага Qp" способна in vitro синтезировать цепи, полностью комплементарные как плюс-, так и минус-молекулам вирусной РНК- Система, однако, специфична для вирусной РНК и не может копировать никаких других полинуклеотидов. Возможно, что для инициации процесса репликации нужно, чтобы на З'-конце имелись определенные последовательности. В пробирке репликация протекает с ошибками, такими, в частности, как преждевременная терминация цепи и неправильное спаривание оснований. В результате происходит образование мутантных форм РНК, что дает возможность получать молекулы РНК, размеры которой будут значительно меньше, чем у вирусной РНК, и которые будут при этом легко реплицироваться репликазной системой фага Qp\ Была установлена нуклеотидная последовательность одного из таких фрагментов, включающего всего лишь 114 нуклеотидов3.

а Weissman С, FEBS, Letters, 40, S10—S78 (1974). 6 Senear A. W., Steitz J, Д., JBC, 251, 1902—1912 (1976). а Mills D. R., Kramer F. R., Dobkin C, Nishihara Т., Spiegelman S„ PNAS, 72, 4252—4256 (1975).

к. Другие функции рибосом

Рибосомы не только производят белки, но и активно участвуют в регуляторных механизмах, оказывающих влияние на всю клетку. Одно такое загадочное явление известно под названием «stringent» (строгого) ответа [122, 123]. Многие нуждающиеся в аминокислотах ауксотрофные мутанты Е. coli и других бактерий при недостатке в среде какой-нибудь незаменимой аминокислоты сразу же отвечают понижением синтеза рибосомной РНК, рибосомных белков, пуриновых нуклеозидтрифосфатов, липидов и других необходимых соединений, однако мутации гена rel (от англ. relaxed — ослабленный) приводят к тому, что рРНК продолжает синтезироваться даже в отсутствие требуемой аминокислоты (строгий ответ как бы «ослаблен»). Кроме этого и без того непонятного поведения было еще обнаружено, что в строгих штаммах (rel+) накапливаются гуанозинполифосфаты ppGpp и pppGpp (сначала их называли MS или соединения «magic spot»), тогда как в гАТР -4- GDP (GTP)

V ppGpp (pppGpp) -f AMP.

(15-8)

246 г лам 15

Для этой реакции необходим специальный stringent-фактор — ри-босомный белок, состоящий из одной полипептидной цепи с мол. весом приблизительно 75000 [124]. Рибосомы при этом должны быть связаны с мРНК и содержать в А-участках отобранные кодоном нена-груженные тРНКМутации гена г el аннулируют регуляторные эффекты, блокируя синтез гуанозинполифосфатов. Связывание же фузндиевой кислоты и тетрациклина имитирует эти мутации, способствуя продолжению синтеза рибосомной РНК в строгих штаммах при недостатке аминокислоты. Каким образом ppGpp и pppGpp действуют иа синтез тРНК или рРНК, точно не установлено; вполне возможно, что этот процесс опосредован регуляцией транскрипции при участии сложной ферментной системы [125—127].

Неожиданно было обнаружено, что фосфатидилсерин-синтетаза Е. coli прочно связывается с рибосомами [128]. Этот фермент, обеспечивающий включение серина в фосфолнпиды (стадия ж на рис. 12-8), ответствен за синтез основных липидных компонентов мембран Е. coli. Локализация этого важного фермента иа рибосомах, возможно, каким-то образом связана с наличием общей регуляции синтеза белков и липидов.

Г. Генетические методы

Трудно переоценить значение генетических методов в формировании наших современных представлений в области молекулярной биологии. Поэтому важно, чтобы биохимики представляли себе эти методы. Биохимическая литература все больше заполняется генетической терминологией. Более важное значение, однако, имеет то обстоятельство, что генетические методы используются для исследования многих сложных биохимических явлений. Более того, заглядывая в будущее, мы явно ощущаем необходимость в понимании проблем, связанных с мутациями и с вариабельностью генов.

1. Типы мутаций

Изменения