очень эффективно стимулировала синтез белка РНК вируса табачной мозаики (гл. 4, разд. Г, 2). Решающую роль сыграли, однако, опыты (исходно поставленные просто в качестве «контроля»)г в которых вместо мРНК добавлялся синтетический poly(U) (полинук-леотид, состоящий только из одних остатков уридиловой кислоты). Этот полинуклеотид представлял собой как бы синтетическую мРНК, состоящую из многократно повторяющегося кодона UUU. К удивлению Нирен-берга, рибосомы «прочли» записанную в ней информацию и синтезировали пептид, состоящий только из фенилаланина. Таким образом, было-установлено, что poly(U) вызывает синтез полифенилаланина и что триплет UUU является кодоном, детерминирующим фенилаланин. Итак, первый нуклеотидный триплет был идентифицирован! Используя этот же прием, удалось показать, что ССС служит кодоном для пролина, а AAA — для лизина. Изучение смешанных сополимеров, содержащих два разных нуклеотида, расположенных в случайной последовательности, позволило высказать предположение о значении других кодонов. Однако остальные кодоны удалось идентифицировать только спустя несколько лет, после того как Корана предложил методы синтеза олиго^ нуклеотидов и полимеров с известной регулярно чередующейся последовательностью нуклеотидов.

К появлению нового метода привели данные о способности синтетических тринуклеотидов индуцировать связывание с рибосомами молекул специфических тРНК, «нагруженных» специфическими для них: аминокислотами [18, 19]. Так, например, тринуклеотиды UpUpU и АрАрА стимулировали связывание меченных 14С фенилаланил-тРНК И' лизил-тРНК соответственно. Вместе с тем соответствующие динуклеоти-ды не вызывали подобного эффекта. Эти данные не только позволили идентифицировать два кодона, но послужили также прямым доказательством триплетной природы генетического кода. Другой эффективный подход состоял в использовании синтетических РНК-полимеров, полученных сочетанием химических и ферментативных методов [20]. Полинуклеотид CUCUCUCUCU, например, вызывал в рибосомах синтез полипептида, состоящего из регулярно чередующихся остатков лейцина и серии а.

1) Происхождение этих терминов объясняется тем, что «всегда безопаснее дать, новому открытию ничего не значащее название, чем спекулятивно описательное». Термин amber был предложен для класса мутаций, открытых с участием студеита-старше-курсника по фамилии Бернштейн (Bernstein), что в переводе означает янтарь (по-английски — amber) [21].

В табл. 15-2 приведены известные теперь нам кодоны для каждой из 20 аминокислот. В табл. 15-3 те же 64 кодона расположены по-другому. Обратите внимание, что помимо кодонов, детерминирующих специфические аминокислоты, есть три кодона, а именно UAA, UAG и UGA, получившие название терминирующих кодонов. Их часто называют также nonsense-кодонами, т. е. бессмысленными кодонами. Терминирующие кодоны UAA и UAG называют соответственно также ochre (охра)- и amber (амбер)-кодонами1) [21]. Было обнаружено, что кодоны AUG

(метионин) и значительно реже GUG (валин) играют роль инициирующих кодонов в процессе синтеза белка у бактерий. Таким образом, К-концевой аминокислотой во вновь синтезируемых белках у бактерий чаще всего бывает метионин, точнее N-формилметионин, N-формилметионин-тРНК специфически связывается с участками инициации, содержащими AUG-кодон в мРНК-рибосомном комплексе. Подробно этот процесс описан в разд. Б.

Результаты многочисленных исследований свидетельствуют о том, что генетический код, установленный для Е. coli, является универсальным. Так, например, в лабораториях Уитмана и Френкель-Конрата препарат РНК, экстрагированный из вируса табачной мозаики, обработали азотистой кислотой; известно, что при этом происходит дезаминиро-вание многих остатков цитозина с образованием урациловых остатков, в результате чего кодоны UCU (серии) превращаются в UUU (фенил-аланин). Аналогичным путем из кодона ССС (пролин) может образоваться CUC (лейцин). Оказалось, что при заражении растений табака препаратом РНК, обработанной азотистой кислотой, аминокислотная последовательность вирусного белка оболочки, выделенного из мутант-ных штаммов, действительно меняется [22]. Причем многие из происшедших изменений можно было точно предсказать исходя из данных, приведенных в табл. 15-3. Сходным образом, замены аминокислот в дефектных молекулах гемоглобина (рис. 4-17) в большинстве случаев могут быть обусловлены изменением только одного основания. Так, гемоглобин S может образовываться в результате одного из следующих изменений в седьмом кодоне: GAA(Glu)-M3UA(Val) или GAG(Glu)->--^GUG(Val). Еще один аргумент в пользу универсальности генетического кода состоит в способности рибосом и молекул тРНК из Е.соН осуществлять трансляцию цепи мРНК, кодирующей синтез гемоглобина, и синтезировать при этом полноценный гемоглобин [23].

3. Репликация ДНК

Методом микроспектрофотометрии было установлено, что перед делением клетки количество ДНК в ней удваивается. Было ясно, что обе дочерние клетки должны получать одну или большее число и