Читать онлайн «Успехи биологической химии. Том 38»

УСПЕХИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ ТОМ ТРИДЦАТЬ ВОСЬМОЙ БАКТЕРИОФАГ Qp КАК ОБЪЕКТ МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ' А. Б. ЧЕТВЕРИН Институт белка РАН, Пуищно, Московская область I. Вмедение. II. Структура и функциональные центры генома. III. Регуляция экспрессии генома. IV. Репликация РНК. V. Рекомбинация РНК. VI. Заключение. I. ВВЕДЕНИЕ В истории молекулярной биологии РНК-солержашие вирусы бактерий (бактериофаги или просто фаги) занимают особое место. Благодаря простоте выделения в больших количествах, их геномные РНК были первыми и долгое время единственными природными матрицами для изучения синтеза белка в прокариотических бесклеточных системах |175|. РНК-содержашие фаги являются простейшими из известных вирусов. В них наиболее лаконичным и концентрированным образом представлены основные молекулярные механизмы экспрессии генов и вирусной инфекции. Поэтому эти фаги были и остаются самыми доступными и удобными моделями для исследования таких обших проблем молекулярной биологии, как синтез белка и его регуляция, репликация и рекомбинация РНК, а также структура, размножение и эволюция вирусов и молекул. Первый РНК-содержаший фаг f2 был обнаружен в канализации Манхэттена в I960 году |199|. С тех пор выделено и охарактеризовано несколько десятков видов фагов [108|. Однако самое почетное место в этом списке занимает фаг Qp, обнаруженный в 1964 году в канализации Киото |291|. Этим он обязан своей репликазе, ответственной за размножение геномной РНК. 1 Принятые обозначения: АТК — ауринтрикарбопоная кислота: СР -- белок оболочки: DMSI — дпметилсубернмидат: HF — '«хозяйский фактор», белок /:'. и>И. необходимый для копирования ( + )-цепи Op-РНК: LP — белок лизиса: MP - белок созренании: Rep — р-субъединица реплнказы: RQ РНК — негеномпые РНК. реплицирующиеся Qp-реплнказон: RT — «read-through» белок: SD — пос- ледоиательность Шаина-Дальгарно. Уникальной особенностью Qp-репликазы, отличающей ее от всех известных РНК—зависимых РНК—полимераз, является необычная стабильность и высокая эффективность в бесклеточном синтезе РНК. Благодаря этому Qp—фаг является единственным РНК—содержащим вирусом, для которого детально исследован молекулярный механизм репликации генома. С другой стороны, это позволило использовать Qp—репликазу в методе молекулярных колоний для клонирования РНК in vitro и обнаружения одиночных молекул РНК [75, 78]. Недавно на основе метода молекулярных колоний была создана первая бесклеточная система для исследования негомологичной рекомбинации РНК, позволившая установить механизм этого явления [74]. Складывается впечатление, что Qp—фаг специально создан природой как универсальный лабораторный инструмент для научных открытий. Цель настоящего обзора — дать по—возможности целостное представление о свойствах Qp—фага в сравнении со свойствами других РНК-содержащих фагов и о той роли, которую он сыграл в развитии молекулярной биологии. Для более детального ознакомления с отдельными проблемами молекулярной биологии РНК—содержащих фагов и альтернативными точками зрения на спорные вопросы читатель может обратиться к ранее опубликованным обзорам [10, 35, 50, 56, 67, 76, 97, 140, 159, 169, 175, 196, 234, 244, 256, 265, 282, 295, 296, 298, 299, 302].