Иммунные молекулы

Большую роль в увеличении генетического разнообразия семейств генов устойчивости могут играть разрывы кодирующей части ДНК, вызванные внедрением мобильных генетических элементов. Так, у риса в локусе белка Ха21 обнаружены транспозоны Truncator и Retrofit, приводящие к разрывам и образованию самостоятельных рамок считывания. Этот белок сочетает свойства двух белков томата - мембранного рецептора и фермента протеинкиназы. Возможно, возникновение генов С/9 и Pto обусловлено разрывом предшественника, подобного гену Ха21.

Схема строения R-белков. Заштрихованы С-концевые домены, которые содержат повторяющиеся последовательности, богатые лейцином (LRR-области). Каждый повтор состоит из 23-24 аминокислот. Эта структура, встречающаяся во многих белках эвкариот, осуществляет белковые взаимодействия, т.е. служит рецептором, связывающимся с лигандом - элиситором патогена. NBS (Nucleotide Binding Sites) - сигнальная область, связывающаяся с АТФ и ГТФ, вследствие чего она может активировать киназы или сигнальные G-белки. LZ (Leucine Zipper Region) - область лейциновой “застежки”, которая участвует в формировании спирализованных структур, ответственных за димеризацию или специфическое взаимодействие с другими белками. TIR (Toll/Interleukin-1 Resistance) - область гомологии с цитоплазматическим доменом Toll-белка дрозофилы и рецептором интерлейкина-1 млекопитающих. Возможно, TIR-область растительных R-белков несет сходные функции. РК - серин-треониновая протеинкиназа - фактор активации транскрипции и других сигнальных путей. Слева обозначены гены растений, кодирующие R-белки: RPS и RPM - гены устойчивости арабидопсиса к бактериям из рода Pseudomonas; L - ген устойчивости льна к ржавчине; N - ген устойчивости табака к вирусу табачной мозаики; RPP - ген устойчивости арабидопсиса к ложной мучнистой росе; Cf - гены устойчивости томатов к грибу Cladosporium fulvum; Xa - ген устойчивости риса к бактерии Xanthomonas oryzae; Pto и Prf - система генов, контролирующих устойчивость томатов к бактерии Psiulomonas tomato. Справа - содержание аминокислот в белках. Внутренние цифры - проценты идентичных последовательностей в специфических областях. Стрелки указывают направления транскрипции, а треугольники - положение интронов.

Разные типы рекомбинаций (A, B, C) на хромосомном сегменте, содержащем локусы устойчивости растений к болезням (А – С). Внизу - гипотетические изменения устойчивости к расам патогенного микроорганизма, возникающие в результате рекомбинаций.

Таким образом, аналогично множественным генам иммуноглобулинов у млекопитающих, обеспечивающих синтез антител, у растений имеются белки, которые кодируются семейством сцепленных генов. Высокая вариабельность их генопродуктов позволяет быстро реагировать на заражение новыми вирулентными видами и расами паразитов.

Перейти на страницу:
1 2