Белок меланофилин имеет третичную структуру в форме глобулы, в составе которой преобладают \alpha-спирали. Компьютерное моделирование пространственной структуры меланофилина показало, что участок белка между аминокислотами 440 и 483 (входит в состав среднего домена) у норок дикого типа укладывается в \alpha-спираль. Исследователи предположили, что спиральная структура необходима для связывания меланофилина с моторным белком. Для того чтобы экспериментально подтвердить свою гипотезу, учёные перевели меланоциты норки дикого типа в культуру клеток. Затем они внесли одну однонуклеотидную замену в ген E, что привело к замене треонина на пролин в 460 положении белка. Поскольку в культуре клеток невозможно увидеть цвет меха, исследователи изучили поведение меланосом в меланоцитах при помощи микроскопа. Было обнаружено, что в клетках дикого типа меланосомы перемещаются из области, близкой к ядру, в сторону клеточной мембраны и располагаются по всему объёму, а в клетках с искусственно внесённой мутацией находятся вблизи ядра и занимают не более 30% клеточного объёма. Окрашивание при помощи антител показало, что меланофилин связан с меланосомами и в клетках дикого типа, и в клетках с мутацией.

Задание 4. Проанализируйте ход эксперимента и его результаты и ответьте на вопросы. При необходимости используйте таблицу генетического кода.

4.1. Какую единственную однонуклеотидную замену внесли исследователи в ДНК клеток меланоцитов, чтобы в 460 положении меланофилина аминокислота треонин заменилась на аминокислоту пролин? Ответ поясните.

4.2. Как в результате внесения мутации изменилась пространственная структура молекулы меланофилина на участке между 440 и 483 аминокислотами? Ответ поясните.

4.3. Объясните разницу в распределении меланосом в клетках дикого типа и в клетках с искусственно внесённой мутацией. Мутации, нарушающие функцию меланофилина, описаны и у других животных и у человека. Во всех случаях нарушение функции белка приводит к ослаблению окраски кожи и волос. Чем сильнее нарушена функция меланофилина, тем светлее получается окраска. Предположим, вы получили чистую линию норок, гомозиготных по искусственно внесённой мутации. Животные имеют ещё более светлый мех, назовём его искристый.