Ген ras

Ретровирусы сарком Кирстена и Харви (Ki-MSV; Ha-MSV) были получены в результате пассирования на крысах вирусов лейкозов мышей.

Геномы первого вируса размером 6,5 кб и второго — в 5,5 кб имеют сходную структуру — содержат три типа генетической информации:

  1. по концам локализованы последовательности MuLV (0,2 и 1,0 кб соответственно на 5´- и З´-концах);
  2. последовательности, гомологичные 30S РНК, расположены между двумя сегментами MuLV;
  3. последовательности нормального генома клеток крыс (30S-последовательности) высокогомологичны по первым двум типам последовательностей Ki-MSV и Ha-MSV.

В третьем типе (1,75 кб для Ki-MSV и 1,05 кб для Ha-MSV) лишь фрагмент размером 0,35 кб являема частично гомологичным [Tsuchida N. et al., 1982].

Установлено, что для индукции трансформации плазмидная ДНК должна содержать как минимум 1LTR и последовательность, локализованную между сайтами рестрикции Sst и PvuII (1,7 и 3,0 кб с 5´-конца генома). Определена нуклеотидная последовательность левой половины этого участка (1,7 и 2,3 кб).

Этот фрагмент содержит открытую рамку считывания с инициирующим триплетом АТГ и терминирующим кодоном ТАА, обладающую кодирующей способностью для синтеза белка, содержащего 189 аминокислот (т. е. с молекулярной массой 21 600) [Dhar R. et al., 1982; Tsuchida N. et al., 1982]. Затем было показано, что в геноме Ha-MSV достаточно фрагмента размером 1,3 кб между сайтами Kpnl и Pstl (кодирующего белок р21) в сочетании с LTR для трансформации клеток NIH3T3.

Открытая рамка считывания этого сегмента включает 725 нуклеотидных пар. Около 5´-конца этой рамки локализовано три кодона АТГ, третий из которых является инициирующим для транскрипции р21 и мРНК [Willumsen В. М. et al., 1984]. Проведено сравнение нуклеотидных последовательностей онкогена, кодирующего независимый белок р21 у обоих вирусов.

Выявлена высокая степень гомологии на СООН-конце, за исключением 22 аминокислот. Для первых 165 аминокислот 25 % оснований различные, но белки отличаются только по 17 аминокислотам и все эти различия нейтрального порядка. Замещения касаются третьего основания каждого кодона, иными словами оба белка имеют общие антигенные детерминанты. Вместе с тем гетеродуплексный анализ показал, что в районе локализации онкогенов ras у вирусов Ki-MSV и Ha-MSV около 2/3 последовательностей некомплементары [Ellis R. W. et al., 1982].

Таким образом, идентичны ли гены ras этих вирусов, пока неясно, однако произошли они в результате двойной рекомбинации последовательностей ретровирусов мышей и крыс и участка клеточного протоонкогена — c-ras.

После пассирования в трансформированных крысиных клетках лейкозного вируса крыс (RaLV) был получен вирус саркомы Рашид (Ra-RaSV). В составе Ra-RaSV-клона обнаружено два участка, оказавшихся негомологичными RaLV. Один из них расположен слева от 5´-конца Ra-RaSV-последовательностей и представляет собой клеточные последовательности, а второй находится справа от 5´-конца (его размер 0,72 кб).

Доказано, что этот фрагмент, располагающийся приблизительно в середине клонированной ДНК, является Ra-RaSV-специфическим и обусловливает трансформированный фенотип клеток. Показана высокая степень гомологии этого фрагмента с геном ras по гибридизационным и рестрикционным тестам.

В составе Ra-RaSV онкоген ras является слитным и экспрессируется в виде гибридного белка P29gag-ras, содержащего gag- и ras-специфические детерминанты. Последовательности v-Ra-ras колинеарны онкогену v-Ha-rasHa-MSV и отличаются от онкогена vKi-rasKi-MSV [Young Н. A. et al., 1981; Gonda М. A. et al., 1982].

Следует обратить внимание на то, что в зависимости от локализации гена ras в геноме различных вирусов один и тот же онкоген может относиться как к независимому, так и к слитному типу. В ДНК крыс клеточный гомолог этого онкогена c-ras имеет интронированную структуру. В клетках мышей ген c-Ha-ras локализован в хромосоме 7 [Kozak С. et al., 1983].

В этой же хромосоме расположен локус эндогенного провируса AKV1 у мышей линии AKR и локус Mtvl, ответственный за возникновение опухолей молочных желез у мышей линии ДВА и СЗН. В хромосоме 7 клеток мышей локализован также и ген c-fes. Гомология между генами (c-Ha-ras и c-fes) отсутствует.

Исследована экспрессия гена c-ras на различных стадиях эмбриогенеза мышей [Muller R. et al., 1983]. Продукт c-Ki-ras обнаруживается в виде двух транскриптов размером 2 и 4 кб в большинстве изученных тканей эмбрионов и взрослых организмов. Наблюдается строгое постоянство в аминокислотных последовательностях между гомологичными генами ras в клетках разных видов.

Например, ген Ha-ras из клеток человека отличается от v-Ha-ras только по 3 аминокислотам из 189, несмотря на высокую частоту нейтральных замещений 3-го нуклеотида в кодоне [Shimizu К. et al., 1983]. Ki-ras человека отличается от v-ras по 7 из 189 аминокислот. У индивидуальных представителей семейства генов ras выявляется высокая степень родства аминокислот в позициях 1 — 120, 133 — 163 — и 185 — 189.

В этих «константных» участках Ki-ras и Ha-ras отличаются только по 7 аминокислотам. Наиболее вариабельный участок располагается в позиции 164 — 184, а менее вариабельный — в позиции 121 — 132.

Проанализированы структурная организация и первичная структура двух локусов ДНК человека, родственных онкогену вируса саркомы мышей Кирстен (c-Ki-rasl и c-Ki-ras2). Ген c-Ki-ras2 локализован в хромосоме 12 человека [Sakaguchi A. et al., 1983]. В отличие от функционирующего c-Ki-ras2 ген c-Ki-rasl является псевдогеном, очень близким по структуре v-Ki-ras.

Ген c-Ki-ras2 содержит 4 интрона и способен кодировать белок с молекулярной массой 21 000, сходный с белком, кодируемым геном v-Ki-ras [McGrath J. P. et al., 1983]. При сравнении структуры c-Ki-rasl и c-Ki-ras2 обнаружено, что c-Ki-rasl образовался в результате удаления интронов из протоонкогена c-Ki-ras2 и, вероятно, неправильного процессинга про-мРНК c-Ki-ras2, в результате которого удаляется экзон 4А, а вместо него встраивается экзон 4В.

Экзоны 4А и 4В предположительно возникли вследствие дупликации З´-концевой кодирующей части гена. Образовавшаяся мРНК проходит цикл обратной транскрипции и реинтеграции в геном с образованием псевдогена c-Ki-rasl.


«Онкогены и канцерогенез», А.И.Агеенко

← Назад