Молекулярные механизмы генетических процессов. Избранные лекции по курсу "Генетика с основами селекции". Буторина А.К - 38 стр.

                                   38
      В то же время на уровне белка действительно работает механизм
воспроизведения, но не аминокислотной последовательности, а конформа-
ции. Белок прион – это производное одного из полипептидов, работающих
в нервной системе. Его функция точно не известна до сих пор. Прион как
патогенная форма белка может появиться в организме в результате инфек-
ции или в результате спонтанного превращения конформации белка пред-
шественника. Далее прион распростаняется в нервной системе, но не по-
средством репликации, а в результате конформационной перестройки всех
вновь синтезируемых гомологичных нормальных полипептидов “по сво-
ему образу и подобию”. Таким образом, явление прионизации - матричный
процесс, осуществляемый во время посттрансляционных перестроек бел-
ков. Поэтому некоторые ученые называют это явление “белковой наслед-
ственностью” или наследственностью без ДНК.
      Явление прионов характерно не только для млекопитающих. В
1994г. прионоподобные белки были идентифицированы у низшего эука-
риота – у дрожжей Saccaromyces cerevisiae, а вскоре у другого гриба – Po-
dospora anserina. У этих организмов прионы по своей первичной структуре
не имеют ничего общего с прионами млекопитающих, с белками нервной
системы. Единственной общей структурной характеристикой у них являет-
ся обогащение полипептидных цепей некоторыми аминокислотными ос-
татками, в частности, глутамином и аспарагином, представленными в виде
тандемных повторов. Другой общей характеристикой прионов разных ор-
ганизмов является их способность перестраивать вторичную и третичную
структуру вновь синтезируемых полипептидных цепей по типу прионов.
При этом они становятся обогащенными β-слоями по отношению к содер-
жанию α-спиралей в сравнении с белками-предшественниками. Белки,
претерпевшие конформационные перестройки (обогащение β-слоями),
приобретают ряд новых свойств, прежде всего способность к агрегации за
счет взаимодействия β-слоев и к образованию амилоидных тяжей и бля-
шек, собирающихся в более крупные агрегаты. При этом частично или
полностью теряется собственная функциональная активность прионизи-
рующихся белков. Прионы различного происхождения более устойчивы к
разрушению температурными воздействиями, кислотному гидролизу и
протеолизу, нежели их белки-предшественники с нормальной конформа-
цией. Считают, что механизм, лежащий в основе такого превращения, мо-
жет иметь общие черты с явлением кристаллизации, направляемой кон-
формационными или стерическими матрицами. Роль таких конформаци-
онных матриц играют предсуществующие молекулы прионов.
      Дрожжи – очень удобный объект для изучения прионов и связанных
с ними явлений, поскольку прионы у этого объекта можно изучать как ци-
топлазматические наследственные факторы (т.е. неядерные и немитохонд-
риальные факторы, передающиеся с цитоплазмой). Именно так был открыт
первый прион дрожжей – фактор PSI, который почти 30 лет оставался не-
ким полумистическим носителем наследственной информации, для кото-
рого не удавалось найти никаких нуклеиновых кислот в качестве матери-