Другие разделы:

 


Рейтинг@Mail.ru

Rambler's Top100

 

Гены. Б. Льюин

Гены

Б. Льюин

Раздел: Биология, Генетика, Паразитология, Цитология


Книга американского автора представляет собой фундаментальное руководство по молекулярной биологии и генетике, содержащее четкое, полное и ясное изложение современных представлений о структуре генов, организации генома про- и эукариот, механизме синтеза белка и регуляции экспрессии генов, а также о мобильных элементах генома и перестройках ДНК.
Перевод книги сделан по первому изданию, но дополнен новым материалом из второго издания, вышедшего в США в 1985 г.
Предназначена для генетиков, биохимиков, специалистов по биотехнологии, студентов и преподавателей биологических и медицинских вузов.

 

DJVU, 544 стр., 1997 г.
Артикул: 012128
Размер архива: 12,1 Мб

СКАЧАТЬ КНИГУ

 

--- СОДЕРЖАНИЕ ---

Предисловие редактора перевода
Предисловие
ЧАСТЬ I. ПРИРОДА ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
Глава 1. Что такое ген? Генетическая точка зрения
Элементарный фактор наследственности
Независимость различных генов
Роль хромосом в наследственности
Гены располагаются в хромосомах
Гены линейно выстроены вдоль хромосом
Генетические карты непрерывны
Один ген - один белок
Новое определение: цистрон
Замечания, касающиеся терминологии
Рекомендуемая литература
Глава 2. Что такое ген? Биохимическая точка зрения
Генетический материал - это ДНК
Дальнейшие доказательства роли ДНК
Компоненты ДНК
ДНК - двойная спираль
Об альтернативных двуспиральных структурах
Двойная спираль может подвергаться суперспирализации
Суперспирализация влияет на структуру двойной спирали
РНК тоже имеет вторичную структуру
ДНК можно денатурировать и ренатурировать
Нуклеиновые кислоты гибридизуются путем спаривания оснований
Молекулярная основа мутаций
Мутации концентрируются в горячих точках
Частота мутирования
Рекомендуемая литература
Глава 3. Что такое ген? Молекулярная структура
Прямые исследования структуры гена
Рестриктирующие ферменты расщепляют ДНК на специфичные фрагменты
Построение рестрикционной карты
Некоторые тонкости рестрикционного картирования
Сайты рестрикции можно использовать в качестве генетических маркеров
Определение нуклеотидной последовательности ДНК
Колинеарны ли гены и белки?
Гены эукариот могут быть прерывистыми
Перекрывающиеся и альтернативные гены
Что такое ген?
Рекомендуемая литература
Глава 4. Расшифровка генетического кода
ДНК нужна только для того, чтобы кодировать последовательность аминокислот
Генетический код считывается триплетами
Аппарат для последовательного белкового синтеза
Кодоны, соответствующие аминокислотам
Природа сигналов терминации
Универсален ли код?
Трансляция при перекрывающихся рамках считывания
Рекомендуемая литература
Глава 5. От гена к белку
Синтез белка происходит в рибосомах
Поиски посредника
Транспортная РНК-адаптор
Рибосомы передвигаются, как конвоиры
Рекомендуемая литература
ЧАСТЬ II. СИНТЕЗ БЕЛКОВ
Глава 6. Конвейер для сборки полипептидных цепей
Функциональные участки рибосомы
Инициация: специальная инициирующая тРНК
В инициации принимают участие 30S-субчастицы и вспомогательные факторы
Недолговечная «свобода» 30S-субчастиц
Освобождение инициаторной тРНК
В инициации у эукариот участвует много факторов
Важная роль фактора eIF2 в синтезе белка
Последовательность событий в прокариотах и эукариотах
Элонгация: поступление аминоацил-тРНК в А-участок
Гидролиз GTP происходит после присоеди нения аминоацил-тРНК
За образование пептидной связи ответственна рибосома
Стадия транслокации
Извлечение энергии, необходимой для работы рибосомы
Терминация: завершение синтеза белка
Рекомендуемая литература
Глава 7. Транспортная РНК: трансляционный посредник
Универсальная структура клеверного листа тРНК содержит много модифицированных оснований
L-образная пространственная структура тРНК
Синтетазы ответственны за подбор соответствующих друг другу аминокислот и тРНК
Стадия активации
Кодон-антикодоновое узнавание и гипотеза
неоднозначного соответствия
Модификация оснований может контролировать узнавание кодона
Митохондрии содержат минимальный набор тРНК
Мутантные тРНК способны прочитывать различные кодоны
Конкуренция между супрессорными и обычными тРНК
Транспортная РНК может изменить рамку считывания
Рекомендуемая литература
Глава 8. Рибосомы как фабрики белкового синтеза
Рибосомы-компактные рибонуклеопротеиновые частицы
Структура рибосомной РНК
Каждый рибосомный белок характеризуется специфической локализацией
Взаимодействие рибосомных белков и рРНК
Диссоциация и реконструкция рибосомных субчастиц
Мутации, влияющие на самосборку рибосомы
Порядок самосборки определяется пространственной организацией субчастиц
Мутационные изменения могут затрагивать все компоненты рибосомы
Рибосомы содержат несколько активных центров
Связывание 30S-субчастиц с мРНК
Точность трансляции
Рекомендуемая литература
Глава 9. Информационная РНК в качестве матрицы для синтеза белка
Недолговечность бактериальных мРНК
Строение бактериальной мРНК
Трансляция полицистронной мРНК
Функциональное определение эукариотической мРНК
3'-конец эукариотических мРНК может быть полиаденилирован
Выделение мРНК с использованием poly(A)-конца
Эукариотические мРНК имеют метилированный «кэп» на 5'-конце
Возможности трансляционных систем in vitro
Для инициации, по-видимому, необходимо комплементарное взаимодействие между мРНК и рРНК
Малые субъединицы могут перемещаться в сайты инициации эукариотических мРНК
Связь белкового синтеза с внутриклеточной локализацией
Рекомендуемая литература
ЧАСТЬ III. СИНТЕЗ РНК
Глава 10. РНК-полимеразы - транскрипционный аппарат клетки
Что представляет собой РНК-полимераза?
Субъединичная структура бактериальной РНК-полимеразы
Сигма-фактор контролирует связывание РНК-полимеразы с ДНК
Рабочий цикл сигма-фактора
Минимальный фермент синтезирует РНК
Функции субъединиц минимального фермента РНК-полимеразы фагов, возможно, являются «минимальными» ферментами
Сложные эукариотические РНК-полимеразы
Рекомендуемая литература
Глава 11. Промоторы: сайты инициации транскрипции
Определение стартовой точки in vivo и in vitro
Сайт связывания РНК-полимеразы
Консервативная последовательность в про моторах Е. coli
Промоторные мутации, усиливающие и ослабляющие экспрессию генов
Основные точки контакта в промоторе
Узнавание промоторов и расплетание двойной спирали ДНК
Позитивная регуляция работы промоторов
Возможные консервативные последовательности для РНК-полимеразы II
Системы транскрипции in vitro и in vivo
В системе in vitro РНК-полимераза II функционирует правильно
Промоторы РНК-полимеразы II многокомпонентны
Промотор РНК-полимеразы III расположен в самой транскрипционной единице
Рекомендуемая литература
Глава 12. Системные переключения инициирования транскрипции
Спорообразование
Сигма-факторы, специфические для различных стадий фаговой инфекции
Для каждого сигма-фактора может существовать своя собственная консервативная последовательность —35 и —10
Новая фагоспецифическая РНК-полимераза
Рекомендуемая литература
Глава 13. Терминация и антитерминация
Обнаружение терминаторов в системе in vitro
Существуют р-зависимые и р-независимые терминаторы
Немного об инвертированных повторах
Достигнув полиндрома, минимальный фермент приостанавливается
Как работает фактор р?
Мутации по гену фактора р
Механизм антитерминации, контролируемый фаговым геномом
Антитерминация зависит от определенных сайтов в ДНК
Существуют ли дополнительные субъединицы у РНК-полимеразы?
Трудности в изучении терминации у эукариот
Рекомендуемая литература
ЧАСТЬ IV. КОНТРОЛЬ ГЕННОЙ ЭКСПРЕССИИ У ПРОКАРИОТ
Глава 14. Оперон на примере организации лактозных генов
Индукция и репрессия контролируется малыми молекулами
Кластеры генов регулируются координирование
Регуляторный ген контролирует структурные гены
Контролирующая система оперона
Конститутивные мутации определяют действия репрессора
Функция оператора цмс-доминантна
В промоторе или гене репрессора могут встречаться неиндуцибельные мутации
Каким путем репрессор блокирует транскрипцию?
Контакты в операторе
Взаимодействие субъединиц репрессора
Репрессор-белок, связывающийся с ДНК
Отделение репрессора от ДНК
Накопление излишков репрессора
Парадокс индукции
Рекомендуемая литература
Глава 15. Системы контроля: средства регуляции оперонов
Различия между позитивным и негативным контролем
Триптофановый оперон является репрессибельным
Модификация координированной регуляци
Триптофановый оперон контролируется с помощью аттенуации
Аттенуация контролируется с помощью альтернативных вторичных структур
Широкое распространение явления аттенуации Репрессия может иметь место для множества локусов
Арабинозный оперон находится под двойным контролем
Сложная организация регуляторной области ara-оперона
Двойной промотор галактозного оперона
Катаболитная репрессия способствует преимущественному использованию глюкозы
Аутогенный контроль трансляции рибосомных белков
Аутогенный контроль и сборка макромолекул
Неблагоприятные условия определяют строгий ответ
Рекомендуемая литература
Глава 16. Литический каскад и лизогенная репрессия
Литический цикл состоит из отдельных стадий
Литическое развитие подвержено каскадной регуляции
Образование кластеров генов с родственными функциями у фагов Т7 и Т4
О том, как фаг лямбда осуществляет свой литической каскад
Лизогения поддерживается благодаря аутогенному циклу
Репрессор-димер с различными доменами
Репрессор связывается кооперативно в каждом операторе
Как запускается синтез репрессора?
Для литической инфекции необходим антирепрессор
Чувствительный баланс: лизогения против лизиса
Рекомендуемая литература
ЧАСТЬ V. СТРОЕНИЕ ГЕНОМА ЭУКАРИОТ
Глава 17. Геномы эукариот: множество последовательностей
Парадокс величины С характеризует различия в размерах геномов
Кинетика реассоциации зависит от генетической сложности последовательностей ДНК
Эукариотические геномы состоят из последовательностей нескольких типов
Размер генома можно оценивать по сложности неповторяющейся ДНК
Геномы эукариот содержат повторяющиеся последовательности
Умеренно повторяющаяся ДНК состоит из множества различных последовательностей
Члены семейств повторяющихся последовательностей сходны, но не идентичны
Участки умеренно повторяющейся ДНК чередуются с участками неповторяющейся ДНК
Рекомендуемая литература
Глава 18. Структурные гены: как они представлены в мРНК
Являются ли структурные гены уникальными или повторяющимися?
Большая часть структурных генов относится к неповторяющейся ДНК
Сколько уникальных генов экспрессируется?
Оценка числа генов по кинетике реакции, определяемой концентрацией РНК
Уровни экспрессии генов сильно различаются
Перекрывание популяций мРНК
Рекомендуемая литература
Глава 19. Исследование ДНК
Любая последовательность ДНК может быть клонирована в бактериях
Получение химерной ДНК
Получение ДНК-копий на матрице мРНК
Выделение из генома индивидуальных генов
Клонирование всей ДНК генома («шотган») с образованием библиотек генов
Эукариотические гены могут экспрессироваться в бактериях с образованием белка
Рекомендуемая литература
Глава 20. Структурные гены: внутренняя организация
Обнаружение прерывистых генов с помощью электронной микроскопии
Рестрикционное картирование прерывистых генов
Характеристика фрагментов геномной ДНК
Гены имеют самое разнообразное строение и размеры
Интроны генов, кодирующих рРНК и тРНК
Интроны- неповторяющиеся и быстро эволюционирующие компоненты генома
На границах экзон-интрон имеется каноническая последовательность
Интрон одного гена может быть экзоном другого гена
Интрон, который может кодировать регуляторный белок
Сложные локусы имеют очень большие размеры и участвуют в регуляции
ЧАСТЬ VI. КЛАСТЕРЫ СХОДНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ ДНК
Глава 21. Структурные гены: организация родственных генов
Множество типов глобинов
Гены глобинов организованы в виде кластеров
Неравный кроссинговер приводит к перестройке кластеров генов
Многие формы а-талассемии - результат неравного кроссинговера
Новые гены, образующиеся при р-формах талассемии
Кластеры генов подвержены постоянным перестройкам
Эволюционное древо глобиновых генов
Дивергенция нуклеотидных последовательностей указывает на различие путей эволюции организмов
Два типа дивергенций последовательностей ДНК
Использование часов для изучения эволюции генов глобина
Механизмы, обеспечивающие сохранение в геноме функционально активных последовательностей
Псевдогены - тупики эволюции
Семейства генов обычно кодируют белки, богато представленные в клетке
Рекомендуемая литература
Глава 22. Геномы клеточных органелл
Гены органелл не подчиняются законам Менделя
Геномы органелл представляют собой кольцевые молекулы ДНК
В органеллах экспрессируются их собственные гены
Митохондриальный геном дрожжей имеет большие размеры
Компактная организация генома митохондрий млекопитающих
ДНК некоторых органелл участвует в процессе рекомбинации
Перестройки митохондриальной ДНК дрожжей
Рекомендуемая литература
Глава 23. Сходство и различия кластеров тандемных генов
Гены гистонов образуют повторы
Разнообразие кластеров тандемных генов гистона
рРНК и тРНК кодируются повторяющимися генами
Тандемно повторяющаяся единица включает оба рРНК гена
Некоторые рРНК-гены располагаются не в хромосомах
О нетранскрибирующихся спейсерах и промоторах
5S-гены и псевдогены перемежаются
Эволюционная дилемма
Бактериальные рРНК-гены и тРНК-гены входят в состав одних и тех же оперонов
тРНК-гены могут быть организованы в виде кластеров
Рекомендуемая литература
Глава 24. Организация простых последовательностей ДНК
Семейство Alu
Обращенные повторы мгновенно ренатурируют
Высокоповторяющаяся ДНК образует сателлитную ДНК
Сателлитная ДНК часто располагается в области гетерохроматина
Сателлитная ДНК членистоногих состоит из очень коротких идентичных повторов
Сателлитная ДНК млекопитающих состоит из иерархически организованных повторов
Реконструкция этапов эволюции сателлитной ДНК мыши
Различия в существующей в настоящее время повторяющейся единице сателлитной ДНК
Роль неравного кроссинговера
Фиксация при кроссинговере может обеспечивать существование идентичных повторов
Рекомендуемая литература
ЧАСТЬ VII. СОЗРЕВАНИЕ РНК: ПРОЦЕССИНГ
Глава 25. Образование стабильной РНК путем разрезания н подравнивания предшественника
Фосфодиэфирные связи могут расщепляться с обеих сторон
РНКаза III «вырезает» ранние мРНК фага Т7 из полицистронного продукта транскрипции
Рибосомные РНК образуются из своих предшественников под действием РНКазы III
Сайты расщепления при созревании эукариотической рРНК
тРНК разрезаются и подравниваются несколькими ферментами
Рекомендуемая литература
Глава 26. Механизмы сплайсинга РНК
Сплайсинг дрожжевой тРНК включает разрезание и сшивание
Необычный сплайсинг рРНК Tetrahymena
РНК как катализатор: расширение понятия биохимического катализа
Реакция сплайсинга РНК осуществляется в определенной предпочтительной последовательности
Границы сплайсинга могут быть взаимозаменяемыми
Мутации в канонических последовательностях могут влиять на сплайсинг
Участвуют ли в сплайсинге малые ядерные РНК?
Рекомендуемая литература
Глава 27. Регуляция процессинга РНК
гяРНК имеет большие размеры и нестабильна
мРНК образуется из гяРНК
Значение полиаденилирования
гяРНК устроены более сложно, чем мРНК
Осуществляется ли регуляция на посттранскрипционном уровне?
Модели регуляции экспрессии генов
Роль клеточных полипротеинов
Рекомендуемая литература
ЧАСТЬ VIII. УПАКОВКА ДНК
Глава 28. О геномах и хромосомах
Упаковка вирусных геномов в оболочку
Бактериальный геном свернут в нуклеоид
Нуклеоид содержит много суперспирализованных петель
Различия между интерфазным хроматином и митотическими хромосомами
Эукариотическая хромосома как единица сегрегации
Деспирализованное состояние хромосом «ламповых щеток»
Гигантские хромосомы образуются в результате политении
Нарушение хромосомной структуры при транскрипции
Рекомендуемая литература
Глава 29. Нуклеосомные частицы и структура хроматина
Белковые компоненты хроматина
Хроматин содержит дискретные частицы
Нуклеосома-основная субъединица всего хроматина
Частицы минимальной нуклеосомы высококонсервативны
ДНК закручена вокруг гистонового октамера ДНК, симметрично обработанная нуклеазами
Нерешенный вопрос о периодичности ДНК
Организация гистонов и ДНК
Сборка нуклеосом и репродукция хроматина
Для сборки нуклеосом нужны негистоновые белки
Нуклеосомы в нитях хроматина
Петли, домены и остов
Рекомендуемая литература
Глава 30. Нуклеосомы в активном хроматине
Существует ли упорядоченность в расположении нуклеосом?
Специфичность нуклеазы микрококков
Сохраняют ли транскрибируемые гены нуклеосомную структуру?
Домены, чувствительные к ДНКазе в транскрибируемом хроматине
Чувствительность к ДНКазе обусловлена негистоновыми белками
Гистоны подвергаются кратковременной модификации
В некоторых нуклеосомах гистон Н2А связывается с убиквитином
Экспрессия гена связана с деметилированием
Некоторые модели контроля метилирования
Сайты, сверхчувствительные к ДНКазе, расположены перед активными промоторами
В сверхчувствительных участках нет нуклеосом
Предположения о природе активации гена
Рекомендуемая литература
ЧАСТЬ IX. СОХРАНЕНИЕ ДНК В РЯДУ ПОКОЛЕНИЙ
Глава 31. Репликон: единица репликации
Синтез ДНК является последовательным и полуконсервативным
Бактериальный геном представлен одним репликоном
Согласованность процессов репликации ДНК и клеточного деления
Каждая хромосома эукариот содержит много репликонов
Выделение точек начала дрожжевых репликонов
Репликация может происходить по типу «глазков», «катящихся колец» или D-петель
Несовместимость плазмид связана с числом их копий
Рекомендуемая литература
Глава 32. Топология репликации ДНК
Описание топологии ДНК
Топологические перестройки ДНК
Гираза вводит отрицательные суперспирали в ДНК
ДНК-полимеразы эукариот
ДНК-полимеразы прокариот проявляют несколько ферментативных активностей
Синтез ДНК является полунепрерывным
Синтез фрагментов Оказаки инициируется РНК
Рекомендуемая литература
Глава 33. Ферментативный аппарат репликации ДНК
Сложность репликационного аппарата бактерий
Инициация синтеза одиночной цепи ДНК
Движение праймосомы
Инициация репликации в точках начала репликации двухцепочечной ДНК
Репликационный аппарат фага Т4
Репликационный аппарат фага Т7
Проблема линейных репликонов
Рекомендуемая литература
Глава 34. Система защиты ДНК
Процессы рестрикции и модификации
Альтернативные активности ферментов типа I
Два вида активности ферментов типа III
Механизмы репарации повреждения ДНК
Системы эксцизионной репарации у Е. coli
Системы репарации у Е. coli, включающие рекомбинацию
SOS-репарация
Репарационные системы млекопитающих
Рекомендуемая литература
Глава 35. Восстановление и рекомбинация ДНК
Для осуществления рекомбинации необходим синапсис гомологичных молекул ДНК
Разрыв и воссоединение осуществляется через гетеродуплексные ДНК
Действительно ли двухцепочечные разрывы инициируют рекомбинацию?
Выделение промежуточных продуктов рекомбинации
Обмен между цепями, осуществляемый при участии белка Rec A
Белок Rec А и условия рекомбинации
Конверсия гена ответственна за межаллельную рекомбинацию
Специализированная рекомбинацию узнает специфические сайты
Ступенчатый разрез и воссоединение в коре
Рекомендуемая литература
ЧАСТЬ X. ДИНАМИЧНОСТЬ ГЕНОМА: ПОСТОЯННОЕ ИЗМЕНЕНИЕ ДНК
Глава 36. Транспозирующиеся элементы бактерий
Открытие транспозиции у бактерий
Инсерционные последовательности-это простейшие транспозоны
Сложные транспозоны содержат IS-модули
Только один модуль транспозона Тп10 функциональный
Модули транспозона Тп5 почти идентичны, однако функционально очень различаются
Транспозиция включает репликативную рекомбинацию
Транспозиция Тп3 происходит путем разрешения коинтеграта
Некоторые необычные свойства транспозирующего фага Mu
Фазовая вариация у сальмонелл определяется инверсией
Рекомендуемая литература
Глава 37. Мобильные элементы эукариот
Дрожжевые элементы Ty напоминают бактериальные транспозоны
В геноме D. melanogaster содержится несколько типов мобильных элементов
Сложные локусы и «прогулка по хромосоме»
Внедрения в локус w определяют сложность мишени
Роль мобильных элементов в гибридном дисгенезе
Контролирующие элементы кукурузы способны транспозироваться
Элемент Ds способен транспозироваться или вызывать хромосомные разрывы
Транспозиция Ds-элемента связана с репликацией
Молчащие и активные локусы дрожжей, контролирующие тип спаривания
Молчащие и активные кассеты имеют одинаковые последовательности
Однонаправленная транспозиция инициируется реципиентным локусом МАТ
Рекомендуемая литература
Глава 38. Элементы, способные к перемещению в пределах генома и вне его
Жизненный цикл ретровирусов связан с событиями, напоминающими транспозицию
Ретровирусы способны трансдуцировать клеточные последовательности
В клетке могли происходить РНК-зависимые транспозиции
Тканеспецифичные вариации в геноме дрозофилы
Селекция амплифицированных последовательностей генома
Введение экзогенных последовательностей посредством трансфекции
Трансфицируемая ДНК способна включаться в геном клеток зародышевой линии
Рекомендуемая литература
Глава 39. Как формируется многообразие антител
Иммуноглобулиновые гены образуются путем соединения ранее независимых частей
Природное разнообразие иммуноглобулиновых генов в клетках зародышевой линии
Реакция объединения генных сегментов - дополнительный источник разнообразия антител
Рекомбинация между V- и С-генами вызывает делеции и перестройки последовательностей ДНК
Некоторые возможные случаи аллельного исключения
Дальнейшая рекомбинация ДНК обусловливает переключение классов иммуноглобулинов
Изменения в экспрессии ранних генов тяжелой цепи могут происходить за счет процессинга РНК
Соматические мутации вносят определенный вклад в разнообразие антител
Строение главного локуса гистосовместимости
Рекомендуемая литература
Словарь терминов
Предметный указатель
Указатель латинских названий