Введение к работе
Актуальность проблем. Среди проблем, интенсивно изучаемых современной генетикой, центральное место занимает исследование механизмов реализации генетической информации. Синтез белка (трансляция) представляет собой один из важнейших и наиболее сложных этапов этого процесса. В связи о этил изучение генетического контроля трансляции у организмов разных уровней сложности имеет большое значение для разработки этой фундаментальной проблемы.
Прогресс в исследовании структуры и функции белоксиитези-ругаего аппарата обусловлен наличием адекватных генетических подходов к выявлению и анализу генов, контролирующих процесс трансляции. Одним из таких подходов является изучение информационных супрессороз. С его помощью у дрожкея-сзхаромкцетоз идентифицирован ряд генов, кодирующих структуру компонентов аппарата трансляцій разной молекулярной природа. К числу таких генов относятся, в частности, гени sun и sup2, которые кодируют некие неизвестные ранее минорные фактори трансляции, участвующие в контроле точности работы штоплазматлческих рибосом.
Специфической особенностью генов вирі и sopz является их по-лифулкциональность. Мутации в ішх могут нарушать не только трансляцию, но и другие жизненно важные клеточные процессы - в частности, меТабОЛИЗМ ДКК И МИТОТИЧеСКОе Деление (pockllncton et si.
17901 Kiku^hi « ai.,10381. О полифункциональности этих генов свидетельствует также влияние мутаций вин и вирг на функционирование митохондрия. Ранее было показано, что многие мутанта evjpi(a). отобранные по эффекту супрессии ядерных нонсенс-мутаций, ЯВЛЯЮТСЯ ДЫХателЬНО-НгКОМПеТеНТНЫМЯ Cl>r-Avaneeyan et el..
19BZ). При биохимическом анализе таких мутантов вияснялось, что блок дыхания обусловлен подавлением митохондриального (мтх) белкового синтеза.Это позволило предположить, что белки supi и вира участвуют не только в цитоштзматической, но и мтх трансляции.
Общие компоненты белоксинтегирующкх систем могут играть важную роль в функциональной интеграции процессов, протекающих в разних компартментах эукариотической клетки. Исследования в этой области тормозятся отсутствием адекватных экспериментальных моделей. В этой связи изучение механизмов влияния мутагии «uoi и eupz на мтх трансляцию представляет несомненный интерес. Цель и задачи работа. Целью настоящей работы является изучение
механизма влияния супрессоршх мутаций в генах supi и supz на белковый синтез в митохондриях. В качестве основного подхода был вибран метод, связанная с анализом мутаций, компенсирующих дыхательную недостаточность у мутантов вчрі и «ирг. Его реализация требовала выполнения слэдупцих задач: голучгвдя коллекции дыхательно-недостаточных мутантов по генам supi и supz, создают коллекции мутаций, восстанавливающих способность к дыханию, и их детального генетического анализа. Научная новизнз. В работе показано, что дыхательная недостаточность является обліігатшм эЩЕектом супрессоршх мутаций в генах supi и supz.Впервые исследованы закономерности внутригенной локализации мутаций eut>i и вирг о разными спектрами плейотропных проявлений и разной степенью влияния на способность к дыханию.
Показано, что дефект дыхания у мутантов вирі и ви»г мозк^т быть компенсирован мутациями различной природа. При анализе свойств этих мутаций виявлена слояшая система ядерных и мтх генов, взаимодействующих с генами supi и sup2.
При изучении мтх мутаций, восстанавливающих дыхательную ком-петентость у мутантов гирі<гі, выявлен новый тип взаимодействия мевду белоксинтезирующими системами цитоплазмы и митохондрий у дрожкей. Показано, что дефект мтх трансляции, обусловленный мутациями виркгі, очевидно может быть.компенсирован изменением белка малой субчастицы мтх рибосомы.
Практическая ценность работы. Результаты, полученные в настоящей работе, вносят вклад в исследование молекулярных основ трансляции у дрожжей-сахаромицетов. Интерес к этой проблеме выходит за рамки фундаментальной науки и в значительной степени связан с необходимостью разработки проблем биотехнологии. Создание систем молекулярного клонирования в клетках дрожжей и биологические особенности этого объекта делают его одним из наиболее перспективных для биотехнологического получения гормонов, ферментов и других белковых лекарственных препаратов, необходимых в медицинской практике. В связи с этим исследование механизмов биосинтеза белка у дроикей приобретает особое значение. Апробация работы. Результаты исследований были представлены на XII,XIv и xv Международных конференциях по генетике и молекулярной биологии дрожжей (Эдинбург. 1984; йшляндия, Эспуу.1988; Гаага,1990), на xvi Международном генетическом конгрессе (То-
ронто,І983), на v съезде ВОГиС (Москва,I9S7), на v Всесоюзном биохимическом съезде (Москва.1987), на Международном совещании по генетике митохондрий (Вроцлав,1990), а такко на научных се-мішарах лаборатории физиологической гештики и отдела генетики Биологического НИИ ЛГУ.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 3 статьи и тезиси II сообщения.
Структура и объем диссертации. Работа изложена на 169 страницах машинописного текста, содержи 19 таблиц, 14 рисунков и состоит из обзора литературы, экспериментальной части, Еключающей 3 главы, обсувдения, выводов и списка литературы ( 243 наименования).