Введение к работе
Актуальность работы, Аминоаиил-тРНК-синтетазы (aaSS) являются
ключевыми ферментами белок-сиитезируютгго аппарата жавой клетки.
Присоединяя аминокислоту к соответсвуюшей тРНК, aaRS дают
возможность декодировать генетическую информацию, мписанную в
ДНК и переписанную в мРНК. При этом устанавливается кодовое
соответствие между последовательностью нуклеотидов, в которой
записана генетическая информация, и последовательностью
аминокислот, из которых синтезируются белки с генетически заданной структурой. Точность реализации генетическое информации зазисит и от высокой специфичности узнавания aaRS соответствующих аыинохислот и специфических к ним тРНК.
Последние 20 лет интенсивно изучается белок-оштезирующий аппарат прокариот и низших эукариот (дрожжей) как с точки зрения :труктур его отдельных компонентов, так и с функциональной точки зрения. Изучение белок-синтезируюпего аппарата выстх эукариот :ильно отстает от прокариотического, так как молекулярная :труктура многих его компонентов пока остается нерасмяфрованной.
Триптофанил-тРНК-сиитетаза (TrpRS) среди других aaRS - один із наиболее изученных ферментоз с точки зргнкя его функций, юэтому особенно необходимо знать его структуру. В нашей іаборатории клонирована кДНК, специфичная для TrpRS человека, и асшифрована ее первичная структура. Однако, о структуре генов, :одируюших aaRS высших эукариот, в том числе TrpRS, практически іичєго неизвестно. Изучение структуры гена TrpSS человека, іредставляет интерес с точки зрения познания возможных механизмов >е.гуляции его экспрессии, а сопоставление экон-интронной рганизации гена с доменной организацией белка может дать редставление о возможных путях эволюции гена.
В 1991 году независимо в трех лабораториях показано, что минокислотная (АК) последовательность одного из белков, активно кспрсссируюшихся в различных клетках человека вод действием нтерферонов (IFN), идентична АК последовательности TrpRS еловека и этот белок обладал активностью TrpRS. Известно, что rpRS относится к "housekeeping" ферментам, необходимым для иосг.нтеза белков. Необычным является то, что "housekeeping"
фермент индуцируется 1FN, ответственными за антивирусное и антипролифератзаное состояние клеток человека и животных. Механизм индукции TrpRS I FN остается не ясным, но можно предположить, что регуляция происходит на уровне транскрипции, как это показано для многих IFN-зависимых генов. Известно, что в 5" -фланкирующей области большинства I FN— зависимых генов находятся IFN-эависмые элементы (ISKE), регулирующие их транскрипцию.
Цель работы. Цель данной работы состояла в клонировании и секвенировании гена TrpRS человека для установления его экзон-интронной организации, а также для изучения структуры 5*-флан2ируеа!ей области гена и поиска регуляторних участкоь ДНК, которые аогут участвовать t ответе клетки на действие і FN. Одновреиенно ka: пытались выяснить соответствие медду дсменной структурой субьединицы TrpRS, установлений в напей лаборатории ранее, и лезон-интронной организацией гена TrpRS человека.
Научная новизна и. практическая ценность работы. Впервые
расшифрована экзон-интронкая организации гена TrpRS человека.
Показана возможность альтернативного сплайсинга в
5'-нетранслиругаой области мРНК, неописанного ранее для aaRS высших эукариот. В 5' фланкирующей области гена TrpRS человеха обнаружены і Slit, что коррелирует с фактом стимуляции экспрессии гена TrpRS выезлх эукариот IFN. Впервые дана оценка эволюции доменной организации субъед:шицы TrpRS высших эукариот на основе экзон-интроннов структуры гена TrpRS человеха. Подобное сопоставление помогает понять природу концевых удлинений полипептидиых цепей aaRS высших эукариот по сравнению с полипептидными цепями низших эукариот и прокариот.
Аітообаидя работы. Основные научные результаты работы представлены на международной школе 'Механизмы регуляции генов эукариот" (о. Спетсай, Греция, 1992), на Российско-Американском симпозиуме по геному человека (С.-Пететбург, І992), на Всероссийской конференции "Геном человека" (Черноголовка, 1993), на международном симпозиуме по тРНК (Кап Даг, Франция, 1993), на семинарах в Институте молекулярной биологии им. В.А.Энгельгардта (1993), в Институте молекулярной генетики (Берлин, Германия, 1993), в Институте Жака Моно (Париж, Франция, 1993).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения.