czynników [PSI] i [URE] u drożdży Saccharom yces
cerevisiae z cechami prionu, wyjaśniającymi mecha
nizm infekcji wywołujący śmiertelne choroby móz
gowe u ssaków. Skojarzenie to pozwoliło na zrozu
mienie kłopotliwych w interpretacji wyników gene
tycznych i niezrozumiałych obserwacji dotyczących
czynników [PSI] i [URE], nagromadzonych w ciągu
blisko 30 lat. Hipoteza W i c k n e r a została poparta
serią pomysłowych doświadczeń genetycznych, a
następnie ugruntowana poprzez badania z zakresu
biologii molekularnej, biochemii i obserwacje mi
kroskopowe.
Ostatnio na podstawie analogicznych kryteriów
genetycznych zdefiniowano jako kolejny prion czyn
nik [Het-s], przenoszony przez cytoplazmę grzyba
nitkowatego
Podospora anserina [3],
II. Priony u drożdży i grzybów nitkowatych
W przeciwieństwie do PrP, priony występujące u
grzybów nie powodują śmierci komórki. Priony dro
żdży są czynnikami dziedzicznymi, które modyfi
kują podstawowe procesy metaboliczne. Prion
[het-s] Podospora pełni określoną funkcję fizjolo
giczną. Podobnie jak w przypadku prionów ssa-
czych, fenotyp prionów [PSI], [URE] i [het-s] nie
wynika ze zmiany na poziomie kwasu nukleinowego,
lecz na poziomie konformacji białka. A więc, w obu
przypadkach czynnikiem determinującym pewną ce
chę dziedziczną jest nie DNA lecz szczególna struk
tura białkowa.
Czynnik [PSI] u drożdży, odkryty przez C o x a w
1965 roku, powoduje słabą supresję kodonów stop w
mRNA [4], W wyniku badań prowadzonych w ostat
nich latach wykazano, że [PSI] jest konformacją
prionową czynnika terminacji translacji, białka
Sup35 [5].
Aktywna terminacja zachodzi wtedy, gdy białko
Sup35 występuje w formie rozpuszczalnej. Występo
wanie Sup35 w formie zagregowanej jako prion
[PSI] powoduje defekt w terminacji i supresję kodo
nów stop (Ryc. 1).
Czynnik [URE], opisany został w 1971 roku przez
Lacrouta [6 ] powoduje brak represji enzymów
katabolizmu związków azotu. Jak wykazano na pod
stawie współcześnie prowadzonych badań, prion
[URE] jest formą białka Ure2 [2], Białko Ure2 jest z
kolei represorem Gln3, czynnika transkrypcyjnego
aktywującego geny związane z metabolizmem azotu.
Na pożywce pełnej, przy dostępności związków
będących dobrymi źródłami azotu, jak amoniak,
białko Ure2 blokuje ekspresję genów zaangażowa
nych w katabolizm gorszych źródeł azotu. Natomiast
Ryc. 1. Prion [PSI]: interpretacja fizjologiczna. Zagregowane białko
Sup35 (prion [PSI]) umożliwia translacją mimo kodonu nonsens
w mRNA. Aktywne białko Sup35 jest czynnikiem terminacji
translacji u drożdży.
prion [URE] stanowi nieaktywną, zagregowaną for
mę białka Ure2, która umożliwia wykorzystanie gor
szych źródeł azotu w obecności amoniaku. Cecha ta
stanowiła podstawę pozytywnej selekcji mutantów
[URE] (Ryc. 2).
Ryc. 2. Prion [URE]: interpretacja fizjologiczna. Zagregowana forma
białka Ure2 (prion [URE]) umożliwia pobieranie N-karba-
moiloasparaginianu (związku bądacego gorszym źródłem azo
tu) w obecności amoniaku. Aktywne białko Ure2 jest represo
rem tego procesu u drożdży.
Fenotyp [het-s] został opisany przez R i z e t a w
1952 roku jako cecha związana z tworzeniem tzw.
bariery międzyszczepowej u Podospora anserina
[7].
Efektywna krzyżówka dwóch szczepów Podospo
ra jest możliwa tylko wtedy, gdy ściśle określone
geny, nazwane genami het, mają identyczną sekwen
cję w obu szczepach. W przeciwnym wypadku wza
jemne przenikanie się grzybni nie jest możliwe ze
względu na tworzenie bariery. Jeden z genów het wy
stępuje w postaci dwóch alleli, het-s i het-S. Krzy
żów ki het-s x het-s oraz het-S x het-S zachodzą efek
tywnie, dając odpowiednio potomstwo het-s i het-S,
podczas gdy w potomstwie krzyżówki het-s x het-S
POSTĘPY BIOCHEMII 46(2), 2000
109
Comments to this Manuals