История биологии с начала XX века до наших дней - [238]

Шрифт
Интервал

В результате исследований М. Ниренберга, С. Очоа, Ф. Липмана, Г. Кораны и других в 1963–1970 гг. стало известно, что наряду с иРНК, рибосомами, АТФ и аминоацил-тРНК в процессе трансляции принимает участие большое количество разнообразных факторов, а сам процесс трансляции может быть условно разделен на три этапа — инициацию, собственно трансляцию и терминацию.


>Инициация трансляции означает синтез первой пептидной связи в комплексе рибосома — матричный полинуклеотид — аминоацил-тРНК. Такой инициаторной активностью обладает не всякая аминоацил-тРНК, а формилметионил-тРНК. Это вещество было впервые выделено в 1964 г. Ф. Сейгером и К. Маркером. С. Бретчер и К. Маркер (1966) показали, что инициаторная функция формилметионил-тРНК обусловлена ее повышенным сродством к пептидильному центру рибосомы. Для начала трансляции крайне важны также некоторые белковые факторы инициации, которые были выделены в лабораториях С. Очоа, Ф. Гро и других исследовательских центрах. После образования первой пептидной связи в рибосоме начинается собственно трансляция, т. е. последовательное присоединение аминоацильного остатка к С-концу полипептида. Многие детали процесса трансляции изучили К. Монро и Дж. Бишоп (Англия), И. Рыхлик и Ф. Шорм (ЧССР), Ф. Липман, М. Бретчер, В. Гилберт (США) и другие исследователи. В 1968 г. А.С. Спирин для объяснения механизма работы рибосомы предложил оригинальную гипотезу. Приводным механизмом, обеспечивающим все пространственные перемещения тРНК и иРНК вовремя трансляции, является периодическое размыкание и смыкание субчастиц рибосомы. Окончание трансляции закодировано в самой считываемой матрице, которая содержит терминирующие кодоны. Как показал С. Бреннер (1965–1967), такими кодонами являются триплеты УАА, УАГ и УГА. М. Капеччи (1967) выявил также специальные белковые факторы терминации. А.С. Спириным и Л.П. Гавриловой описан так называемый «неферментативный» синтез белка в рибосомах (1972–1975) без участия белковых факторов. Это открытие важно для понимания происхождения и эволюции биосинтеза белка.


Регуляция активности генов и белков.

После проблемы специфичности белкового синтеза на первом месте в молекулярной биологии оказалась проблема регуляции синтеза белков, или, что то же самое, регуляции активности генов.

Функциональная неравнозначность клеток и связанные с ней репрессия и активация генов давно привлекали внимание генетиков, но до последнего времени реальный механизм контроля генной активности оставался неизвестным.

Первые попытки объяснить регуляторную активность генов были связаны с изучением гистонных белков. Еще супруги Стэдман[186] в начале 40-х годов XX в. высказывали мысль, что именно гистоны могут играть в этом явлении основную роль. В дальнейшем они получили первые четкие данные о различиях в химической природе гистонных белков. В настоящее время количество фактов, свидетельствующих в пользу этой гипотезы, с каждым годом все более возрастает.

В то же время накапливается все большее число данных, говорящих о том, что регуляция генной активности — гораздо более сложный процесс, чем простое взаимодействие участков генов с молекулами гистонных белков. В 1960–1962 гг. в лаборатории Р.Б. Хесина-Лурье было выяснено, что гены фагов начинают считываться неодновременно: гены фага T2 можно разделить на ранние, функционирование которых происходило в первые минуты заражения бактериальной клетки, и поздние, начинавшие синтезировать иРНК после завершения работы ранних генов.

В 1961 г. французские биохимики Ф. Жакоб и Ж. Моно предложили схему регуляции активности генов, которая сыграла исключительную роль в понимании регуляторных механизмов клетки вообще. Согласно схеме Жакоба и Моно, в ДНК кроме структурных (информационных) генов имеются еще гены-регуляторы и гены-операторы. Ген-регулятор кодирует синтез специфического вещества — репрессора, который может присоединяться как к индуктору, так и к гену-оператору. Ген-оператор сцеплен со структурными генами, а ген-регулятор находится на некотором отдалении от них. Если в среде нет индуктора, например, лактозы, то синтезируемый геном-регулятором репрессор связывается с геном-оператором и, блокируя его, выключает работу всего оперона (блок структурных генов вместе с управляющим ими оператором). Образования фермента в этих условиях не происходит. Если же в среде появляется индуктор (лактоза), то продукт гена-регулятора — репрессор — связывается с лактозой и снимает блок с гена-оператора. В этом случае становится возможной работа структурного гена, кодирующего синтез фермента, и фермент (лактоза) появляется в среде.

По мнению Жакоба и Моно, эта схема регуляции применима ко всем адаптивным ферментам и может иметь место как при репрессии, когда образование фермента подавляется избытком продукта реакции, так и при индукции, когда внесение субстрата вызывает синтез фермента. За исследования регуляции активности генов Жакоб и Моно были удостоены в 1965 г. Нобелевской премии.

Первоначально эта схема казалась слишком надуманной. Однако впоследствии выяснилось, что регуляция генов по этому принципу имеет место не только у бактерий, но и у других организмов.


Еще от автора Коллектив Авторов
Диетология

Третье издание руководства (предыдущие вышли в 2001, 2006 гг.) переработано и дополнено. В книге приведены основополагающие принципы современной клинической диетологии в сочетании с изложением клинических особенностей течения заболеваний и патологических процессов. В основу книги положен собственный опыт авторского коллектива, а также последние достижения отечественной и зарубежной диетологии. Содержание издания объединяет научные аспекты питания больного человека и практические рекомендации по использованию диетотерапии в конкретных ситуациях организации лечебного питания не только в стационаре, но и в амбулаторных условиях.Для диетологов, гастроэнтерологов, терапевтов и студентов старших курсов медицинских вузов.


Психология человека от рождения до смерти

Этот учебник дает полное представление о современных знаниях в области психологии развития человека. Книга разделена на восемь частей и описывает особенности психологии разных возрастных периодов по следующим векторам: когнитивные особенности, аффективная сфера, мотивационная сфера, поведенческие особенности, особенности «Я-концепции». Особое внимание в книге уделено вопросам возрастной периодизации, детской и подростковой агрессии.Состав авторского коллектива учебника уникален. В работе над ним принимали участие девять докторов и пять кандидатов психологических наук.


Семейное право: Шпаргалка

В шпаргалке в краткой и удобной форме приведены ответы на все основные вопросы, предусмотренные государственным образовательным стандартом и учебной программой по дисциплине «Семейное право».Рекомендуется всем изучающим и сдающим дисциплину «Семейное право».


Налоговое право: Шпаргалка

В шпаргалке в краткой и удобной форме приведены ответы на все основные вопросы, предусмотренные государственным образовательным стандартом и учебной программой по дисциплине «Налоговое право».Книга позволит быстро получить основные знания по предмету, повторить пройденный материал, а также качественно подготовиться и успешно сдать зачет и экзамен.Рекомендуется всем изучающим и сдающим дисциплину «Налоговое право» в высших и средних учебных заведениях.


Трудовое право: Шпаргалка

В шпаргалке в краткой и удобной форме приведены ответы на все основные вопросы, предусмотренные государственным образовательным стандартом и учебной программой по дисциплине «Трудовое право».Книга позволит быстро получить основные знания по предмету, повторить пройденный материал, а также качественно подготовиться и успешно сдать зачет и экзамен.Рекомендуется всем изучающим и сдающим дисциплину «Трудовое право».


Международные экономические отношения: Шпаргалка

В шпаргалке в краткой и удобной форме приведены ответы на все основные вопросы, предусмотренные государственным образовательным стандартом и учебной программой по дисциплине «Международные экономические отношения».Книга позволит быстро получить основные знания по предмету повторить пройденный материал, а также качественно подготовиться и успешно сдать зачет и экзамен.Рекомендуется всем изучающим и сдающим дисциплину «Международные экономические отношения» в высших и средних учебных заведениях.


Рекомендуем почитать
Западный Берлин и советская дипломатия (1963–1969 гг.)

На рубеже 1962/1963 гг. СССР на неопределенный срок отложил проекты заключения германского мирного договора и превращения Западного Берлина в «вольный город». Летом 1964 г. советская дипломатия окончательно перешла от идеи «вольного города» к концепции «самостоятельной политической единицы» Западный Берлин. Теперь острие советской политики было направлено не против позиций США, Англии и Франции в Западном Берлине, а против федерального присутствия в этом городе. После прихода к власти в СССР руководства Л. И. Брежнева советская политика в вопросе о Западном Берлине некоторое время оставалась такой же, как и во время «позднего Хрущева».


Древнерусское предхристианство

О существовании предхристианства – многовекового периода «оглашения» Руси – свидетельствуют яркие и самобытные черты русского православия: неведомая Византии огненная символика храмов и священных орнаментов, особенности иконографии и церковных обрядов, скрытые солнечные вехи народно-церковного календаря. В религиозных преданиях, народных поверьях, сказках, былинах запечатлелась удивительно поэтичная древнерусская картина мира. Это уникальное исследование охватывает области языкознания, филологии, археологии, этнографии, палеоастрономии, истории религии и художественной культуры; не являясь полемическим, оно противостоит современным «неоязыческим мифам» и застарелой недооценке древнерусской дохристианской культуры. Книга совмещает достоинства кропотливого научного труда и художественной эссеистики, хорошо иллюстрирована и предназначена для широких кругов читателей: филологов, историков, искусствоведов, священнослужителей, преподавателей, студентов – всех, кто стремится глубже узнать духовные истоки русской цивилизации.


Вандалы — оклеветанный народ

На протяжении полутора столетий вандалы, имя которых стало, вследствие злонамеренной пропаганды, символом бессмысленного разрушения, играли решающую роль в мировой истории. Они пришли из Скандинавии, жили в Силезии, Южной Германии, Бургундии, Испании, Африке. Они потрясли античный мир, захватили Карфаген и поставили на грань уничтожения Римскую империю, но сами были ею уничтожены. Истории беспримерного взлета и падения оклеветанного народа посвящена новая книга Вольфганга Акунова.


Итальянское Возрождение

Книга является переизданием двухтомной монографии (т. I вышел в 1947 г., т. II — в 1961 г.), которая до сих остается единственным исследованием, охватывающим всю сложность исторической проблематики эпохи Возрождения в целом. Монография — классическое произведение не только советской, но и мировой марксистской историографии. Книга рассчитана на историков, филологов, искусствоведов, широкий круг читателей, интересующихся проблемами всеобщей истории.


Слухи, образы, эмоции. Массовые настроения россиян в годы войны и революции, 1914–1918

Годы Первой мировой войны стали временем глобальных перемен: изменились не только политический и социальный уклад многих стран, но и общественное сознание, восприятие исторического времени, характерные для XIX века. Война в значительной мере стала кульминацией кризиса, вызванного столкновением традиционной культуры и нарождающейся культуры модерна. В своей фундаментальной монографии историк В. Аксенов показывает, как этот кризис проявился на уровне массовых настроений в России. Автор анализирует патриотические идеи, массовые акции, визуальные образы, религиозную и политическую символику, крестьянский дискурс, письменную городскую культуру, фобии, слухи и связанные с ними эмоции.


Верховные магистры Тевтонского ордена 1190–2012

Тевтонский орден, один из трех крупных духовно-рыцарских орденов (наряду с орденами госпитальеров и тамплиеров, во многом послужившими для него образцами), возник в Святой Земле во время 3-го крестового похода (конец ХII века). С тех пор минуло более 800 лет, а орден существует и в наше время. Орден-долгожитель, он несет в себе дыхание далекого прошлого, заставляя наших современников взирать на него с любопытством и восхищением. История Тевтонского ордена представляет собой масштабное полотно, на котором запечатлены значимые события и личности; она естественно вписывается в историю стран Европы.