Volume1

xii

Содержание

ЧАСТЬ II. ОСНОВНЫЕ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ

Глава 4. ДНК, хромосомы и геномы...................................................................

299

4.1. Структура и функция ДНК.........................................................................

302

4.1.1. Молекула ДНК состоит из двух комплементарных цепей нуклеотидов.302

4.1.2. В структуре ДНК заложен сам механизм наследственности.................

305

4.1.3. У эукариот ДНК заключена в ядре клетки........................................

308

Заключение.............................................................................................

309

4.2. Хромосомная ДНК и ее упаковка в хроматиновое волокно..............................

309

4.2.1. ДНК эукариот упакована в набор хромосом......................................

310

4.2.2. Хромосомы содержат длинные вереницы генов..................................

312

4.2.3. Последовательность нуклеотидов генома человека показывает, каким

образом расположены гены у людей.................................................

315

4.2.4. Сравнение геномов позволяет выявлять консервативные в эволюцион-

ном отношении области последовательности ДНК..............................

318

4.2.5. На протяжении жизни клетки хромосомы находятся в различных сос-

тояниях.........................................................................................

319

4.2.6. Каждая молекула ДНК, которая образует линейную хромосому, должна

содержать центромеру, две теломеры и точку начала репликации........

322

4.2.7. В хромосомах молекулы ДНК сильно уплотнены...............................

323

4.2.8. Основная структурная единица хромосомы эукариот — нуклеосома....

324

4.2.9. Структура нуклеосомной кор-частицы показывает характер упаковки

ДНК.............................................................................................

325

4.2.10. Нуклеосомы обладают динамичной структурой и часто подвергаются

изменениям, катализируемым АТР-зависимыми комплексами пере-

стройки хроматина.........................................................................

329

4.2.11. Нуклеосомы обычно упакованы в компактную хроматиновую фи-

бриллу..........................................................................................

332

Заключение.............................................................................................

334

4.3. Управление структурой хроматина...............................................................

336

4.3.1. Некоторые ранние домыслы и предположения о структуре хроматина.337

4.3.2. Гетерохроматин высокоорганизован и необычайно устойчив к экс-

прессии генов.................................................................................

338

4.3.3. Гистоны стержня ковалентно модифицируются по множеству различ-

ных сайтов.....................................................................................

340

4.3.4. Хроматин приобретает дополнительное разнообразие за счет наличия

сайт-специфичной замены гистонов на их минорные варианты ...........

343

4.3.5. Вместе взятые, ковалентные модификации и разновидности гистонов

образуют так называемый «гистоновый код», который помогает уста-

новить биологическую функцию......................................................

344

4.3.6. Комплекс код-считывающих и код-записывающих белков может рас-

пространять специфические модификации хроматина по хромосоме

на большие расстояния...................................................................

346

4.3.7. Барьерные последовательности ДНК блокируют распространение ком-

плексов белков «чтение-запись» и тем самым разделяют соседствующие

хроматиновые домены.....................................................................

349

4.3.8. Хроматин в центромерах раскрывает механизм образования особых

структур разновидностями гистонов.................................................

349

4.3.9. Структуры хроматина наследуются напрямую...................................

352

4.3.10. Структуры хроматина обусловливают уникальные свойства хромосом

эукариот........................................................................................

354

Заключение.............................................................................................

356

4.4. Глобальная структура хромосом...................................................................

357

4.4.1. Хромосомы свернуты в крупные петли хроматина..............................

357

Содержание

xiii

4.4.2. Политенные хромосомы как ничто иное пригодны для демонстрации

структур хроматина........................................................................

359

4.4.3. Существует множество форм гетерохроматина...................................

364

4.4.4. Петли хроматина становятся менее конденсированными во время экс-

прессии расположенных в них генов................................................

365

4.4.5. Хроматин способен перемещаться в особые участки ядра, чтобы варьи-

ровать в них экспрессию генов.........................................................

366

4.4.6. Сети макромолекул образуют набор различных биохимических сред

внутри ядра...................................................................................

368

4.4.7. Митотические хромосомы образованы из хроматина в его наиболее

конденсированном состоянии...........................................................

371

Заключение.............................................................................................

373

4.5. Пути эволюции геномов...............................................................................

375

4.5.1. Изменения генома вызваны сбоями нормальных механизмов копиро-

вания и поддержания ДНК.............................................................

376

4.5.2. Последовательности геномов организмов двух видов различаются

пропорционально промежутку времени, в течение которого они эво-

люционировали независимо друг от друга.........................................

377

4.5.3. Филогенетические деревья, построенные на основании сравнения

последовательностей ДНК, позволяют проследить эволюционные от-

ношения всех живых организмов.....................................................

379

4.5.4. Сравнение хромосом человека и мыши показывает, каким образом

расходятся структуры геномов.........................................................

381

4.5.5. Размер генома позвоночного отражает относительные скорости при-

обретения и потери ДНК в последовательности поколений.................

383

4.5.6. Мы способны реставрировать последовательности некоторых древних

геномов.........................................................................................

384

4.5.7. Сравнение последовательностей ДНК многих видов позволяет выявлять

важные последовательности с неизвестной функцией.........................

385

4.5.8. Ускоренные изменения в ранее консервативных последовательностях

могут помочь разгадать основополагающие этапы эволюции человека..

387

4.5.9. Дупликация генов — важнейший источник генетической новизны

в ходе эволюции.............................................................................

387

4.5.10. Дуплицированные гены дивергируют..............................................

389

4.5.11. Эволюция семейства генов глобина показывает, какой вклад дупли-

кация ДНК вносит в эволюцию организмов.......................................

391

4.5.12. Гены, кодирующие новые белки, могут быть результатом рекомби-

нации экзонов................................................................................

393

4.5.13. Нейтральные мутации часто распространяются и закрепляются в по-

пуляции с вероятностью, зависящей от размера популяции.................

394

4.5.14. Многое можно узнать, изучая изменчивость у людей........................

395

Заключение.............................................................................................

397

Задачи.............................................................................................................

398

Литература....................................................................................................

401

Глава 5. Репликация, репарация и рекомбинация ДНК..........................................

404

5.1. Сохранение последовательностей ДНК в ходе эволюции.................................

404

5.1.1. Частоты мутаций чрезвычайно низки................................................

405

5.1.2. Для сохранения жизни в существующей форме частота мутаций должна

быть низкой...................................................................................

406

Заключение.............................................................................................

407

5.2. Механизмы репликации ДНК......................................................................

408

5.2.1. В основе процессов репликации и репарации ДНК лежит принцип

комплементарности оснований.........................................................

408

xiv

Содержание

5.2.2. Репликационная вилка ДНК асимметрична.......................................

409

5.2.3. Высокую точность репликации ДНК обеспечивают несколько коррек-

тирующих механизмов....................................................................

411

5.2.4. Эффективное исправление ошибок возможно лишь при репликации

ДНК в направлении 5' → 3'............................................................

414

5.2.5. Короткие молекулы РНК-затравок на отстающей цепи синтезирует

специальный фермент.....................................................................

416

5.2.6. Расплетать двойную спираль ДНК перед репликационной вилкой по-

могают специальные белки..............................................................

418

5.2.7. Скользящее кольцо удерживает движущуюся ДНК полимеразу на

ДНК.............................................................................................

421

5.2.8. Белки в репликационной вилке действуют сообща, образуя настоящую

репликационную машину................................................................

421

5.2.9. Ошибки репликации, которые допускает репликационная машина, уда-

ляет направляемая цепью система исправления ошибок спаривания........

424

5.2.10.  Спутывание ДНК во время репликации предотвращают

ДНК топоизомеразы.......................................................................

426

5.2.11. Репликация ДНК у эукариот и бактерий в основе своей схожа..........

429

Заключение.............................................................................................

430

5.3. Запуск и завершение репликации ДНК в хромосомах.....................................

431

5.3.1. Синтез ДНК начинается в точках начала репликации.........................

431

5.3.2. Хромосомы бактерий, как правило, имеют единственную точку начала

репликации ДНК............................................................................

432

5.3.3. В хромосомах эукариот множество точек начала репликации..............

433

5.3.4. У эукариот репликация ДНК происходит только на одном этапе жиз-

ненного цикла клетки.....................................................................

436

5.3.5. Различные области одной и той же хромосомы реплицируются на

разных этапах S-фазы.....................................................................

437

5.3.6. Высококонденсированный хроматин реплицируется поздно, тогда как

гены в менее уплотненном хроматине, как правило, реплицируются

рано..............................................................................................

438

5.3.7. У простейшего эукариотического организма — почкующихся дрожжей

— точками начала репликации служат вполне определенные последо-

вательности ДНК...........................................................................

439

5.3.8. У эукариот с точками начала репликации связывается большой много-

субъединичный комплекс................................................................

441

5.3.9. Идентификация последовательностей ДНК, определяющих запуск

репликации у млекопитающих, оказалась нелегким делом..................

444

5.3.10. За репликационной вилкой собираются новые нуклеосомы................

445

5.3.11. Механизмы удвоения хромосом эукариот гарантируют наследование

профиля модификации гистонов......................................................

447

5.3.12. Концы хромосом реплицируются теломеразой..................................

448

5.3.13. Длина теломеры регулируется и на уровне клеток, и на уровне орга-

низма............................................................................................

448

Заключение.............................................................................................

452

5.4. Репарация ДНК..........................................................................................

453

5.4.1. Без репарации спонтнанные повреждения ДНК быстро изменили бы

ее последовательность.....................................................................

454

5.4.2. Двойная спираль ДНК легко реставрируется.....................................

456

5.4.3. Различные повреждения ДНК устраняются разными способами..........

457

5.4.4. Сопряжение процесса репарации ДНК с транскрипцией гарантирует

исправность наиболее значимой для клетки части ДНК......................

460

5.4.5. Как особенности структуры, так и химические свойства оснований

ДНК облегчают выявление повреждений..........................................

460

Содержание

xv

5.4.6. В критических ситуациях в репарации ДНК участвуют специальные

ДНК-полимеразы...........................................................................

462

5.4.7. Репарация двухцепочечных разрывов проходит эффективно...............

463

5.4.8. Повреждение ДНК задерживает ход клеточного цикла.......................

465

Заключение.............................................................................................

465

5.5. Гомологичная рекомбинация........................................................................

466

5.5.1. Гомологичная рекомбинация находит в клетке множество применений...

466

5.5.2. Фундаментальные механизмы гомологичной рекомбинации, общие

для всех клеток..............................................................................

467

5.5.3. Гомологичная рекомбинация направляется комплементарными взаимо-

действиями между основаниями двух гомологичных ДНК дуплексов...

468

5.5.4. Белок RecA и его гомологи способствуют спариванию одинарной цепи

ДНК с гомологичной областью двойной спирали ДНК.......................

469

5.5.5. Миграция точки ветвления может как расширять гетеродуплексные

области, так и высвобождать новосинтезированную ДНК в виде оди-

ночной цепи...................................................................................

472

5.5.6. Гомологичная рекомбинация может безупречно репарировать двух-

цепочечные разрывы ДНК..............................................................

473

5.5.7. Клетки тщательно регулируют степень использования гомологичной

рекомбинации для репарации ДНК..................................................

473

5.5.8. В ходе гомологичной рекомбинации часто образуются структуры

Холлидея.......................................................................................

476

5.5.9. Мейотическая рекомбинация запускается запрограммированным двух-

цепочечным разрывом.....................................................................

477

5.5.10. Гомологичная рекомбинация часто приводит к конверсии генов.........

481

5.5.11. Система исправления ошибок спаривания предотвращает беспорядоч-

ную рекомбинацию между двумя мало соответствующими друг другу

последовательностями ДНК.............................................................

481

Заключение.............................................................................................

482

5.6. Транспозиция и консервативная сайт-специфическая рекомбинация.................

484

5.6.1. Посредством транспозиции мобильные генетические элементы могут

быть встроены в любую последовательность ДНК..............................

485

5.6.2. ДНК-транспозоны для перемещения используют как механизм

вырезания-вставки, так и механизм репликации................................

485

5.6.3. Некоторые вирусы используют механизм транспозиции для переноса

своего генетического материала в хромосомы клетки хозяина..............

489

5.6.4. Ретровирус-подобные ретротранспозоны напоминают ретровирусы, но

у них отсутствует белковая оболочка................................................

491

5.6.5. Большая доля генома человека состоит из неретровирусных ретро-

транспозонов..................................................................................

491

5.6.6. В геномах различных организмов преобладают разные транспонируе-

мые элементы.................................................................................

493

5.6.7. Последовательности генома раскрывают приблизительные временны' е

рамки перемещения транспонируемых элементов...............................

494

5.6.8. Консервативная сайт-специфическая рекомбинация может привести к

обратимой перестройке ДНК...........................................................

495

5.6.9. Консервативная сайт-специфическая рекомбинация была открыта на

бактериофаге λ...............................................................................

496

5.6.10. Консервативная сайт-специфическая рекомбинация может быть ис-

пользована для включения и выключения генов................................

497

Заключение.............................................................................................

500

Задачи.............................................................................................................

500

Литература....................................................................................................

502

xvi

Содержание

Глава 6. Клеточные механизмы считывания генома: путь от ДНК к белку................

505

6.1. От ДНК к РНК..........................................................................................

508

6.1.1. Определенные части последовательности ДНК транскрибируются

в молекулы РНК............................................................................

508

6.1.2. В результате транскрипции синтезируется РНК, комплементарная

одной из цепей молекулы ДНК........................................................

509

6.1.3. Клетки производят РНК нескольких типов.......................................

514

6.1.4. Сигналы, закодированные в ДНК, сообщают РНК-полимеразе, где

следует начинать и где останавливать транскрипцию..........................

516

6.1.5. И сигналы начала транскрипции, и сигналы ее окончания гетерогенны

по нуклеотидным последовательностям.............................................

518

6.1.6. Инициация транскрипции у эукариот требует множества различных

белков...........................................................................................

520

6.1.7. Для работы РНК-полимеразы II нужны общие факторы транскрипции. 522

6.1.8. Полимеразе II требуются также активатор, медиатор и модифицирую-

щие хроматин белки.......................................................................

526

6.1.9. В ходе элонгации транскрипции в молекуле ДНК возникает напряже-

ние, обусловленное ее свехспирализацией.........................................

527

6.1.10. У эукариот элонгация транскрипции тесно связана с созреванием

РНК.............................................................................................

529

6.1.11. Первая модификация пре-мРНК эукариот — кэпирование РНК........

533

6.1.12. В ходе сплайсинга из недавно транскрибированной пре мРНК уда-

ляются последовательности интронов...............................................

533

6.1.13. Последовательности нуклеотидов сигнализируют о том, где проис-

ходит сплайсинг.............................................................................

536

6.1.14. Сплайсинг РНК выполняет сплайсосома..........................................

537

6.1.15. Для выполнения сложного ряда РНК-РНК перегруппировок сплай-

сосома использует гидролиз ATP......................................................

540

6.1.16. Некоторые особенности пре-мРНК и ее синтеза помогают объяснить

принципы выбора истинных сайтов сплайсинга.................................

540

6.1.17. Второй набор snРНП сплайсирует минорную фракцию последователь-

ностей интронов у животных и растений...........................................

543

6.1.18. РНК-сплайсинг удивительно пластичен...........................................

545

6.1.19. Катализируемый сплайсосомой РНК-сплайсинг, вероятно, эволюцио-

нировал от механизмов самосплайсинга............................................

546

6.1.20. У эукариот 3'-конец молекул мРНК формируют РНК процессирующие

ферменты......................................................................................

548

6.1.21. Зрелые мРНК эукариот селективно экспортируются из ядра.............

550

6.1.22. В ядре синтезируется и созревает и много некодирующих РНК.........

553

6.1.23. Ядрышко — фабрика по производству рибосом...............................

556

6.1.24. Ядро содержит множество различных субъядерных структур............

559

Заключение.............................................................................................

561

6.2. От РНК к белку.........................................................................................

562

6.2.1. Последовательность мРНК «расшифровывается» группами по три

нуклеотида....................................................................................

563

6.2.2. Молекулы тРНК сопоставляют аминокислоты с кодонами в мРНК.....

564

6.2.3. Прежде чем выйти из ядра, молекулы тРНК ковалентно модифици-

руются..........................................................................................

566

6.2.4. Специфические ферменты прикрепляют каждую аминокислоту к со-

ответствующей ей молекуле тРНК....................................................

567

6.2.5. Редактирование РНК-синтетазами гарантирует точность.....................

570

6.2.6. Аминокислоты присоединяются к C-концу наращиваемой полипептид-

ной цепи........................................................................................

572

Содержание

xvii

6.2.7. Записанная в мРНК информация расшифровывается в рибосомах......

572

6.2.8. Факторы элонгации продвигают трансляцию и повышают ее точность..

577

6.2.9. Рибосома представляет собой рибозим..............................................

580

6.2.10. Последовательности нуклеотидов в мРНК сигнализируют о том, где

следует начинать синтез белка.........................................................

582

6.2.11. Стоп-кодоны отмечают конец трансляции........................................

585

6.2.12. Белки собираются на полирибосомах..............................................

587

6.2.13. Есть некоторые отклонения от стандартного генетического кода.........

588

6.2.14. Ингибиторы синтеза белка прокариот как антибиотики.....................

590

6.2.15. Точность трансляции требует затрат свободной энергии....................

592

6.2.16. Механизмы контроля качества действуют таким образом, чтобы

предотвратить трансляцию поврежденных молекул мРНК..................

593

6.2.17. Некоторые белки начинают сворачиваться ещедо завершения синтеза.596

6.2.18. Сворачивание многих белков направляют молекулярные шапероны...

597

6.2.19. Экспонированные гидрофобные области служат аварийными сигна-

лами для проверки качества белка....................................................

600

6.2.20. Протеасома представляет собой компартментализованную протеазу

с изолированными активными участками..........................................

602

6.2.21. Сложноорганизованная убиквитин-конъюгирующая система помечает

предназначенные для расщепления белки.........................................

604

6.2.22. Многие белки находятся под контролем механизмов регулируемого

разрушения....................................................................................

608

6.2.23. Неправильно свернутые белки могут агрегировать и вызывать у че-

ловека деструктивные процессы.......................................................

610

6.2.24. Путь от ДНК к белку включает много этапов...................................

613

Заключение.............................................................................................

614

6.3. Мир РНК и происхождение жизни...............................................................

615

6.3.1. Для жизни необходимо сохранение информации................................

616

6.3.2. Полинуклеотиды могут выполнять две функции: хранить информацию

и катализировать химические реакции..............................................

617

6.3.3. Миру РНК, возможно, предшествовал мир пред-РНК........................

618

6.3.4. Одноцепочечные молекулы РНК способны сворачиваться в очень

сложные структуры........................................................................

619

6.3.5. Самореплицирующиеся молекулы подвергаются естественному отбору.623

6.3.6. Как именно эволюционировал механизм синтеза белка?.....................

627

6.3.7. Все ныне живущие клетки в качестве своего наследственного материала

используют ДНК............................................................................

627

Заключение.............................................................................................

628

Задачи.............................................................................................................

629

Литература....................................................................................................

631

Глава 7. Контроль генной экспрессии ................................................................

634

7.1. Общие представления о генетическом контроле..............................................

634

7.1.1. В различных типах клеток многоклеточного организма содержится

одинаковая ДНК............................................................................

635

7.1.2. В различных типах клеток синтезируются разные наборы белков........

635

7.1.3. Внешние сигналы могут вызывать изменение экспрессии генов в клет-

ке.................................................................................................

637

7.1.4. Экспрессия гена может регулироваться на множестве этапов пути от

ДНК к РНК и белку.......................................................................

639

Заключение ............................................................................................

640

7.2. ДНК-связывающие мотивы в белках, регулирующих экспрессию генов............

640

7.2.1. Регуляторные белки были открыты при изучении генетики бактерий...

641

xviii

Содержание

7.2.2. Белки могут считывать информацию с внешней стороны спирали

ДНК ............................................................................................

641

7.2.3. Короткие последовательности ДНК являются основными компонентами

генетических переключателей...........................................................

643

7.2.4. Регуляторные белки генов содержат структурные мотивы, которые

могут считывать последовательность ДНК........................................

643

7.2.5. Мотив спираль-поворот-спираль — один из самых простых и самых

распространенных ДНК-связывающих мотивов ................................

645

7.2.6. Гомеодоменные белки составляют особый класс белков, содержащих

мотив спираль-поворот-спираль........................................................

647

7.2.7. Существует несколько видов связывающихся с ДНК мотивов типа

«цинковый палец» .........................................................................

648

7.2.8.  β-слои также могут узнавать ДНК....................................................

649

7.2.9. У некоторых белков для узнавания ДНК используются петли, которые

входят в большую и малую бороздки ДНК.......................................

651

7.2.10. Мотив «лейциновая молния» опосредует как связывание с ДНК, так

и димеризацию белка......................................................................

651

7.2.11. Гетеродимеризация расширяет набор распознаваемых регуляторными

белками последовательностей ДНК..................................................

653

7.2.12. Мотив спираль-петля-спираль тоже опосредует димеризацию и свя-

зывание с ДНК..............................................................................

654

7.2.13. До сих пор невозможно предсказать последовательности ДНК, рас-

познаваемые всеми регуляторными белками .....................................

655

7.2.14. По сдвигу электрофоретической подвижности ДНК можно выявить

сайт-специфические ДНК-связывающие белки...................................

656

7.2.15. ДНК-аффинная хроматография облегчает очистку сайт специфических

ДНК-связывающих белков..............................................................

658

7.2.16. Распознаваемую регуляторным белком последовательность ДНК

можно установить экспериментально................................................

659

7.2.17. Регуляторные последовательности ДНК определяют, используя срав-

нительную геномику, методом филогенетического футпринтинга ........

661

7.2.18. Методом иммунопреципитации хроматина определяют многие участки

ДНК, занимаемые регуляторными белками в живых клетках .............

661

Заключение.............................................................................................

665

7.3. Как работают генетические переключатели....................................................

666

7.3.1. Триптофановый репрессор является простым генетическим переклю-

чателем, включающим и выключающим гены бактерий......................

667

7.3.2. Активаторы транскрипции включают гены........................................

669

7.3.3. Лактозный оперон контролируется активаторами и репрессорами

транскрипции ................................................................................

671

7.3.4. При регуляции экспрессии бактериальных генов происходит петлео-

бразование ДНК ...........................................................................

672

7.3.5. Бактерии используют взаимозаменяемые субъединицы РНК-полимеразы

для облегчения регуляции транскрипции генов..................................

675

7.3.6. Сложные генные переключатели эволюционировали, чтобы контроли-

ровать транскрипцию генов эукариот................................................

676

7.3.7. Контролирующая область гена эукариот состоит из промотора и регу-

ляторных последовательностей ДНК ................................................

677

7.3.8. Эукариотическиебелки-активаторыиндуцируютсборкуРНК-полимеразы

и общих факторов транскрипции на сайте инициации транскрипции....

679

7.3.9. Эукариотические белки-активаторы модифицируют также и локальную

структуру хроматина......................................................................

680

7.3.10. Белки-активаторы взаимно усиливают действие друг друга ..............

683

Содержание

xix

7.3.11. Белок-репрессор генов эукариот может ингибировать транскрипцию

различными способами....................................................................

684

7.3.12. Регуляторные белки эукариот часто кооперативно связываются с

ДНК.............................................................................................

685

7.3.13. Сложные генетические переключатели, регулирующие развитие дро-

зофилы, построены из более мелких модулей....................................

688

7.3.14. Ген Eve дрозофилы регулируется механизмами комбинаторного

контроля.......................................................................................

691

7.3.15. У млекопитающих сложные контролирующие области генов тоже

построены из простых регуляторных модулей...................................

693

7.3.16. Инсуляторы — это последовательности ДНК, препятствующие влия-

нию эукариотических регуляторных белков на отдаленные гены.........

697

7.3.17. Генетические переключатели быстро эволюционируют......................

698

Заключение ............................................................................................

699

7.4. Молекулярно-генетические механизмы, участвующие в образованиии специали-

зированных типов клеток..........................................................................

699

7.4.1. Перестройки последовательностей ДНК опосредуют смену фаз у бак-

терий ...........................................................................................

700

7.4.2. Набор регуляторных белков определяет тип клеток у почкующихся

дрожжей........................................................................................

701

7.4.3. Два белка, подавляющие синтез друг друга, определяют наследствен-

ный статус бактериофага лямбда......................................................

702

7.4.4. Простые генетические регуляторные цепи могут использоваться для

создания запоминающих устройств...................................................

705

7.4.5. Транскрипционные цепи позволяют клетке выполнять логические

операции.......................................................................................

706

7.4.6. Синтетическая биология создает новые устройства из существующих

биологических частей......................................................................

708

7.4.7. В основе циркадных часов лежат петли обратной связи, регулирующие

экспрессию генов............................................................................

709

7.4.8. Один регуляторный белок может координировать экспрессию целого

набора генов..................................................................................

712

7.4.9. Экспрессия ключевого регуляторного белка может запустить экс-

прессию целой батареи генов, регулирующих последующие звенья

сигнальных каскадов......................................................................

714

7.4.10. Комбинаторный контроль генов обеспечивает возникновение раз-

личных типов клеток эукариот.........................................................

716

7.4.11. Один регуляторный белок может запустить образование целого ор-

гана..............................................................................................

718

7.4.12. При делении клеток позвоночных характер метилирования ДНК

может передаваться по наследству ...................................................

719

7.4.13. Геномный импринтинг основан на метилировании ДНК....................

723

7.4.14. CG-богатые островки есть во многих генах млекопитающих .............

725

7.4.15. Эпигенетические механизмы гарантируют передачу дочерним клеткам

стабильных профилей экспрессии генов............................................

727

7.4.16. Изменения структуры хроматина целой хромосомы могут передаваться

по наследству.................................................................................

728

7.4.17. В системе, контролирующей экспрессию генов, есть удивительные

шумы............................................................................................

733

Заключение ............................................................................................

735

7.5. Посттранскрипционные средства контроля....................................................

736

7.5.1. Аттенуация транскрипции приводит к преждевременной терминации

синтеза некоторых молекул РНК.......................................................

736

xx

Содержание

7.5.2. Рибопереключатели могут быть представителями древней формы

генетического контроля ..................................................................

737

7.5.3. Альтернативный сплайсинг РНК позволяет получать различные формы

белка от одного гена.......................................................................

739

7.5.4. Открытие альтернативного сплайсинга требует пересмотра понятия

«ген».............................................................................................

741

7.5.5. Определение пола дрозофилы зависит от регулируемой последователь-

ности реакций сплайсинга РНК.......................................................

742

7.5.6. Изменение сайта, в котором происходит расщепление транскрипта

РНК и его полиаденилирование, может менять карбоксильный конец

белка ............................................................................................

743

7.5.7. Редактирование РНК может изменять смысл информации, закодиро-

ванной в молекуле РНК..................................................................

746

7.5.8. Экспорт РНК из ядра может регулироваться.....................................

748

7.5.9. Некоторые мРНК расположены в определенных областях цитоплаз-

мы ...............................................................................................

750

7.5.10. 5′- и 3′-нетраслируемые области контролируют трансляцию мРНК.....

752

7.5.11. Фосфорилирование фактора инициации трансляции позволяет гло-

бально регулировать синтез белка ...................................................

755

7.5.12. Инициация, происходящая на кодонах AUG, расположенных перед

сайтом начала трансляции, может регулировать инициацию трансляции

у эукариот.....................................................................................

755

7.5.13. Участок внутренней посадки рибосомы предоставляет возможность

регулировать трансляцию................................................................

757

7.5.14. Экспрессия генов может регулироваться изменением стабильности

мРНК ..........................................................................................

758

7.5.15. Полиаденилирование в цитоплазме может регулировать трансляцию..

761

7.5.16. Малые некодирующие РНК-транскрипты регулируют многие гены

животных и растений......................................................................

762

7.5.17. РНК-интерференция служит защитным механизмом клетки..............

764

7.5.18. РНК-интерференция может управлять процессом образования гете-

рохроматина..................................................................................

765

7.5.19. РНК-интерференция стала мощным инструментом экспериментато-

ров................................................................................................

767

Заключение ............................................................................................

767

Задачи.............................................................................................................

768

Литература....................................................................................................

771