Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

"Строгий" контроль транскрипции гена rela в клетках E.coli

ВАК РФ 03.00.03, Молекулярная биология

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Бочканов, С.С.

ВВЕДЕНИЕ.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

РЕГУЛЯЦИЯ ЭКСПРЕССИИ РИБОСОМНЫХ ОПЕРОНОВ В КЛЕТКАХ E.coli

ГЛАВА I. Организация рибоеомных оперонов и общие принципы их регуляции.

ГЛАВА 2. "Строгий" контроль транскрипции рибоеомных оперонов

Раздел I. relA система синтеза (p)ppGpp

Раздел 2. ppGpp как регулятор транскрипции генов рРНК и р-белков.

ГЛАВА. 3. Посттранскрипционная регуляция биосинтеза р-белков

Раздел I. Влияние дозы генов р-белков на их биосинтез

Раздел 2. Авторегуляция биосинтеза р-белков.

Раздел 3. Некоординированная экспрессия генов у оперона.

Раздел 4. Механизм автогенной регуляции биосинтеза р-белков.

Раздел 5. Значение автогенной регуляции биосинтеза р-белков.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

ГЛАВА I. Влияние дозн гена relA на содержание (p)ppGpp в голодаицих клетках E.coli.

ГЛАВА 2. Функция гена геХА в растущих клетках E.coli

§1. Участие relA системы в поддержании "базального" уровня ppGpp в растущих клетках E.coli.

§2. Зависимость скорости роста культуры клеток бактериального штамма от внутриклеточного уровня ppGpp.

ГЛАВА 3. Клонирование, локализация и ориентация гена relA на хромосоме E.coli.

ГЛАВА 4. Роль ppGpp в регуляции транскрипции гена relA

§1. "Строгий" контроль транскрипции гена relA в клетках E.coli в условиях деацилирования тРНК

§2. Регуляция транскрипции гена relA в растущих клетках E.coli.SI

ОБСУЖДЕНИЕ.

Введение Диссертация по биологии, на тему ""Строгий" контроль транскрипции гена rela в клетках E.coli"

Актуальность темы. Метаболизм бактериальной клетки осуществляется как совокупность коордшшрованно дотекающих энзиматичес» ких реакций и молекулярных процессов. По мере расширения и детализации цредставлений об отдельных сторонах клеточного метаболизма всё большее значение приобретает изучение тех регуляторных механизмов, которые обеспечивают высокую степень интеграции метаболических процессов. Одним из перспективных подходов следует считать выявление и изучение тех низкомолекулярных метаболитов, которые выполняют роль сигнальных молекул, влиявдих на разнообразные клеточные процессы. Одной из таких сигнальных молекул является гуанозин-5*-дифосфат, 3^-дифосфат (ppGpp) . Синтез ppGpp в клетках бактерий представляет собой ответную реакцию на снижение аминоацшшрования тРНК. Накопление ppGpp вызывает быструю перестройку клеточного метаболизма, в частности, подавление биосинтеза рибосом, усиление цротеолиза, ингибирование дыхания ( Cashal a. Gallant, 1969; Dennis, 1977; Susman a. Gilvarg, 1969).

Известно, что сигналом к синтезу ppGpp служит попадание в А-участок рибосомы деацшщрованной тРНК, что осуществляется благодаря присутствию в рибосоме белкового продукта гена relA, так называемого фактора "строгого" контроля метаболизма ( strфактор) (На-seltine et al.t 1972; Howart et al., 1976). Белок, кодируемый геном relA, представляет собой фермент ATPtGTP пирофосфорилтрансферазу, образуицую из атр и gtp предшественник ppGpp гуанозин-51-т трифосфат, 3 -дифосфат (pppGpp), который быстро превращается в

PPGpp.

Основные представления о синтезе и роли ppGpp в клетках бактерий получены при анализе их экстремального состояния - острого дефицита необходимых аминокислот или инактивации аминоацил-тРНК синтетаз. Актуальной проблемой в настоящее время является анализ

- о синтеза и рож ppGpp при сбалансированном росте клеток. Идентификация рр&рр как внутриклеточного регулятора многих метаболических процессов в растущих клетках позволит существенно расширить возможности управления разнообразными процессами микробиологического синтеза.

Дель работы. В условиях дефицита аминокислот синтез (р)ppGpp осуществляется рибосомным аппаратом бактерий, как побочная реакция процесса трансляции. Показано, что скорость синтеза (p)ppGpp возрастает пропорционально увеличению степени деацилирования тРНК. (Reeh et al., 1976). Вместе с тем можно ожидать, что способность популяции рибосом регистрировать степень аминоацшшрования тРНК зависит также и от содержания в клетках продукта гена reiA, str фактора. Нашей целью было выяснить, обладают ли клетки E.coli способностью регулировать экспрессию гена г el А, кодирующего структуру str фактора. Мы предположили, что транскрипция гена relA подвержена негативному контролю со стороны ppGpp , то есть регулируется подобно транскрипции многих генов, кодирующих структуру ри-босомного аппарата.

Основные задачи. Скорость синтеза relA-мРНК измеряли методом РНК-ДНК гибридизации, для чего необходимо было клонировать ген relA в составе ограниченного фрагмента хромосомы E.coli на векторе плазмидной ДНК. Для решения этой задачи была построена рестрик-ционная карта relA-pyrG области хромосомы E.coli, и определено положение промоторного участка и направление транскрипции гена relA.

Следующая задача состояла в непосредственном измерении скорости синтеза relA-мРНК путём измерения содержания фракции импуль-сно меченой РНК, комплементарной клонированному relA участку. Скорость синтеза relA-мРНК была измерена в штаммах E.coli с различным состоянием гена relA в условиях дефицита аминоацил-тРНК. До о — полнителыю была поставлена задача выяснить, как изменяется пул UEP в голодащих клетках ге1А+ и relA" штаммов.

Для выяснения вопроса о роли ppGpp в экспрессии гена relA, этот ген был клонирован в составе плазмид, различающихся числом копий в клетках E.coli. Была измерена эффективность транскрипции генов relA в таких штаммах.

Отдельная задача состояла в изучении роли гена relA в растущих клетках E.coli. Необходимо было выяснить, зависит ли транскрипция гена relA от скорости роста культуры, как это набладается для рибосомных оперонов. Кроме того, был поставлен вопрос о ppGpp , как внутриклеточном факторе, ограничивавшем скорость роста культуры. Эту задачу мы решали с использованием штаммов, имеющих различную дозу гена relA.

Новизна результатов. Уточнена рестрикционная карта relA-pyrG области хромосомы E.coli, определены положение промотора гена relA и направление его транскрипции. Генге1А клонирован в составе фрагмента хромосомы с молекулярной массой 3,2 Ш, что позволяет использовать его для измерения скорости синтеза relA-мРНК методом РНК-ДНК гибридизации.

Впервые показано, что транскрипция генаге1А координирована с транскрипцией рибосомных оперонов. Установлено, что щ>и дефиците аминоацил-тРНК синтез relA-мРНК подавляется в клетках ге1А+ штамма и продолжается в клетках ге1А~ мутанта. В растущих клетках E.coli транскрипция гена relA понижается с уменьшением скорости роста культуры.

При увеличении дозы гена relA возрастает чувствительность рибосомного аппарата к деацшшрованию тРНК, что выражается в увеличении скорости синтеза и содержания ppGpp в клетках e.coli. Возросший уровень ppGpp ограничивает транскрипцию гена relA. Таким образом, установлено, что транскрипция генаге1А негативно контролируется его метаболическим продуктом - ppGpp.

Использование плазмид, содержащих ген relA, позволило показать, что ppGpp является тем внутриклеточным компонентом, который ограничивает скорость роста культуры на средах различного состава. Сделан вывод, что при изменении источников питания в клетках изменяется степень аминоацилирования тРНК, которая регистрируется популяцией рибосом, образупцей ppGpp.

Научно-практическое значение -работы. Способность бактериальных клеток регулировать уровень ppGpp составляет основу их адаптации к разнообразным источникам питания. Роль ppGpp особенно велика при несбалансированном росте, сопровождавшемся дерепрессией аминокислотных оперонов. В этих условиях от уровня ppGpp зависит протекание таких жизненно важных процессов, как точность трансляции мРНК, интенсивность транскрипции рибосомных и аминокислотных оперонов, трансмембранный потенциал, уровень дыхания и т.д. Научно-практическое значение данный работы состоит в возможности регуляции уровня ppGpp в растущих клетках нетрадиционным путём увеличения дозы гена relA. Значение работы заключается и в том, что ppGpp идентифицирован, как внутриклеточный метаболит, уровень которого является важным фактором регуляции скорости роста культуры клеток бактериальных штаммов. Благодаря этому открываются дополнительные возможности управления процессами мшфобиологическо-го синтеза, протекающими при ограничении скорости роста микроорганизмов.

- и

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

РЕГУЛЯЦИЯ ЭКСПРЕССИИ РИБОСОШЫХ ОДЕРОНОВ В КЛЕТКАХ E.coli

Заключение Диссертация по теме "Молекулярная биология", Бочканов, С.С.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Показано, что амплификация гена relA в составе многоко-пийных плазмид усиливает "строгий" ответ клеток E.coli на дефицит аминоацил-тРНК: скорость синтеза и содержание (p)ppGpp возрастают.

2. Амплификация гена relA приводит к повышению уровня (p)ppGpp в растущих клетках E.coli. При этом синтез (p)ppGpp может быть подавлен хлораифениколом. Тем самым показано функционирование relA системы в условиях сбалансированного роста.

3. Показано, что скорость роста культуры клеток E.coli обратно пропорциональна внутриклеточному содержанию ppGpp.

4. Построена рестрикционная карта relA-pyrG области хромосомы Е.С013, а также определены положение генаге1А, его промотора и направление транскрипции.

5. Установлено, что синтез relA-PHK в условиях дефицита ами-ноацил-тРНК зависит от аллельного состояния гена relA и подавляется только в relA4" штаммах. В растущих клетках E.coli синтез relA-PHK понижается с увеличением внутриклеточного содержания ppGpp.

6. Полученные данные показывают, что транскрипция гена relA координирована с экспрессией рибосомных оперонов и находится под негативным контролем ppGpp.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Бочканов, С.С., Москва

1. 1976. Эксперименты в молекулярной генетике. М., Мир.

2. AlfBldi, L., Stent, G. S., Hoogs, M., and Hill, R. 1963. Physiological effects of the RNA control (RC) gene in Escherichia coli. Z. Vererbungslehre, 94. 285-302.

3. An, G., Justesen, J., Watson, R. G., Eriesen, J. D. 1979. Cloning the spoT gene of Escherichia coli: identification of the gene product. -J. Baoteriol. 137. 1100-1110.

4. Atherly, A. G. 1979* Escherichia coli mutant containing a large deletion from relA to argA. -J. Bacteriol., 138. 530-534.5» Bachmann, В., and Low, К. B. 1980. Linkage map of Escherichia coli B>12, Edition 6. Microbiol. Rev., 1-56.

5. Bass, I. A., Danilevakaya, 0. N., Mekhedov, S. L., Pedose-eva, V. В., and Gorlenko, Zh. M. 1979• Effect of rifampicin upon the transcription of RNA polymerase' gene in Escherichia coli. -Mol. Gen. Genet., 173. 101-107.

6. Birnboim, H. C., and Doly, J. 1979* A rapid alkaline extraction procedure for screening recombinant plasmid DNA. Nucleic acid Res., 1, 1513-1523.

7. Block, R., Haseltine, W. A. 1973. Xhexmolability of the -stringent factor in rel mutant of Escherichia coli. - J. Mol* Biol.ц, 625-629♦

8. Block, R., Ha seltine, W. A. 1975. Purification and property of Stringent factor. J. Biol. Chem. 250. 1212-1217.

9. Blumenthal, R. M., Dennis, P. P. 19.80* Gene expression in Escherichia ooli after amino acid, purine or pyrimidine exhaustion. - J. Bacterid.t 142. 202-211.

10. Blumenthal, R. M., Reeh, S., and Pederson, S. 1976. Regulation of transcription factor rho and the alpha subunit of RNA polymerase in Escherichia coli B/r. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 22» 2285-2288.

11. Borec, E;, Rockenbach, J., and Byan, A. 1956. Studies on a mutant of Escherichia coli with unbalanced ribonucleic acid synthesis . J. Bacterid., 21» 318-323.

12. Borek, E., Ryan, A., and Rockenbach, J. 1955* Uucleic acid mithabolism in relation to the lysogenic phenomenon. J. Bacterid., 6^, 460-467.

13. Brot, H., Caldwell, P., Weissbach, H. 1980. Autogenes control of Escherichia coli riboeomal protein MO synthesis in vitro. Proc. Natl. Acad. Soi. U.S.A., Ц, 2592-2595.

14. Cashel, M. 1969. Ihe control of ribonucleic -acid synthesis in Escherichia c61i. 1Y. Relevance of unusual phosphorylatedcompounds from amino-acid-starved stringent strains. J. Biol. Chem., 244. 3133-3141.

15. Cashel, M., Gallant, J. 1969. Two compounds implicated in the function of the RC gene of Escherichia coli. Nature, 221, 838-841.

16. Cashel, M., Kalbacher, B. J. 1970. The control of ribonucleic acid synthesis in Escherichia coli.'V. Characterization ofa nucleotide associated with the stringent response. J. Biol. Chem., 245. 2309-2312.

17. Cochran, J, W., Byrne, R. W. 1974. Isolation and proper-ties of a ribosome-bound factor required' for ppGpp and pppGpp synthesis in Escherichia coli. J. Biol. Chem., 249. 353-360.

18. Dagert, M., Ehrlich, S. D. 1979. Prolonged incubation in calciurfi chloride improves the competence of Escherichia coli. -Gene, 6, 23-28.

19. Dean, D., and Nomura, M. 1980. Feedback regulation of r-protein gene expression in Escherifchia coli. Proc. Natl. Acad. Sci; U.S.A., 21» 3590-3594.

20. Dean, D., Yates, J. L., and Nomura, M. 1981. Escherichia coli ribosomal protein S8 feedback regulates a.p&rt'of the spc operon. Nature,(London) 289. 89-91.

21. Demerec, M. E., Adelberg, A., Clark, A. J., and Hartman, P. E. 1966. A proposal for a uniform nomenclature in bacterial genetics; Genetics, 61-76.

22. Dennis, P. P. 1974. In vivo stability, maturation and differential synthesis rates'Of individual ribosomal proteins in

23. Escherichia coli B/r. J. Mol. Biol., 88, 25-41.

24. Dennis, P. P. 1974. Synthesis of individual ribosomal proteins in Escherichia*coli B/r. J. Mol. Biol., 8£, 223-232. '

25. Dennis, P; P; 1974. Synthesis and stability of individual ribosomal proteins in the presence of rifampicin. Mol. Gen. Genet., 12£, 39-47.

26. Dennis, P. P. 1976. Effect of chloramphenical on the transcriptional activities of ribosomal RNA and ribosomal protein genes in Escherichia coli. J. Mol. Biol., 108. 535-546.

27. Dennis, P. P. 1977. Transcription patterns of adjacent segments on the chromosome of Escherichia coli containing genes coding for four 50S ribosomal proteins and and subunits of RNA polymerase. J. Mol. Biol., 11^, 603-625.

28. Dennis, P. P. 1977. Influence of the stringent control system on the transcription of ribosomal ribonucleic acid and ribosomal protein genes in Escherichia coli. J. Bacterid., 129. 580-588.

29. Dennis, P. P. 1977. Regulation of synthesis and activity, of a mutant RNA polymer&se" in Escherichia coli. Proc. Rati. Acad. Sci. U. S. A., 21t 5416-5420.

30. Dennis, P. P., Brenner, H. 1974. Differential rate of.ribosomal protein synthesis in Escherichia coli. J. Mol. Biol., 8£, 407-422.

31. Dennis, P. P., Piil, N. P. 1979. Transcriptional and post-transCriptional control Of RNA polymerase and ribosomal-protein -genes cloned on composite ColE1 plasmid in the bacterium Escherichia coli. J. Biol. Chem., 2^, 7540-7547.

32. Dennis, P. P., Nomura, M. 1974. Stringent control of ribosomal protein genes expression in Escherichia coli. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., XL» 3819-3823.

33. Dennis, P. P., Nomura, M. 1975. Regulation t>f expression of ribosomal protein genes in Escherichia coli. J. Mol. Biol., 21, 61-76.

34. Dennis, P. P., Nomura, M. 1975. Stringent control of the transcriptional activities of ribosfcmal protein genes in Escherichia coli. Nature (London) 255. 46O-465.

35. Dunn, J. J., and Studier, P. W. 1973. T7 early RNAs and

36. Escherichia coli ribosomal RNAs are cut from large precursor RNAs in vivo by ribonuclease 111. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 70» 3296-3300.

37. Pallon, A. M., Jinks, C. S.t Strycharz, G. D., and Nomura. 1979. Regulation of ribosomal protein synthesis in Escherichia coli by selective messenger RNA inactivation. Proc.-Natl. Acad. Sci. U.S.A., 16, 3411-3415.

38. Piil, N. 1969. A functional analysis of the rel gene in Escherichia coli. J. Mol. Biol., 195-203.

39. Piil, N., Bendiak, D., Collins, J., and Priesen, J. D. 1979. Expression of Escherichia coli ribosomal protein.and RNA polymerase genes cloned on plasmids. Mol. Gen. Genet., 173» 39-50.

40. Piil, N., Priesen, J. D. 1968. Isolation of "relaxed" mutants 6f Escherichia coli. -J. Babteriol., 729-731.

41. Piil, N. P., Priesen, J. D., Downing, W. L., and Dennis, P. P. 1980. Postranscriptional regulatory mutants in a ribosomal protein-RNA polymerase operon. Cell, 837-844.

42. Priesen, J. D., Piil, N. P. 1978. Nonsense and insertion mutants in the relA gene of Escherichia'coli: cloning relA. Cell,1187-1190.

43. Priesen, J. D., Parker, J., Watson, R. J., Piil, N. P., Pedersen, S., & PederSen, F. S. 1976. Isolation of a lambda transducing bacteriophage earring the relA gene of Escherichia coli.

44. Fukuda, R. 1980. Autogenous regulation of. th«s synthesis of ribosomal proteins Ы0 and L7/L12 in Escherichia coli. Mol. Gen. Genet., 128, 483-486.

45. Fukuda, R., Taketo, M., and Ishihama, A. 1978. Autogenous regulation of RNA polymerase subunit synthesis in vitro. J. Biol. Chem., 253. 4501-4504.

46. Furano, A. 1975. Content of elongation.factor Tu in Eche-richia coli. Proc.Natl. Acad. Sci. U.S.A., 12, 4780-4784.

47. Purano, A., and Wittel, P. P. 1976. Synthesis of elongation factor Tu and G are under stringent control in Escherichia coli. J. Biol. Chem., 2^1, 898-901.

48. Gallant, J. A. 1979. Stringent control in Escherichia coli. Annu. Rev. Genet.,13» 393-415.

49. Gausing, K. 1974. Ribosomal protein in Escherichia coli: Role of synthesis and pool size at different growth rates. Mol. Gen. Genet., 12^, 61-75.

50. Gausing, K. 1977. Regulation of ribosome production in Escherichia coli: Synthesis and stability of ribosomal RNA and ribosomal protein messenger RNA at different growth rates. J. Mol. Biol., 115, 335-354.

51. Geyl, D., and ВЗск, A. 1977. Synthesis of ribosomal proteins in merodiploid strains and in'minicells of Escherichia coli. Mol. Gen. Genet., 154, 327-334.

52. Goldberg, G., Zarucki^Schulz, Т., Caldwell, P., Weiss bach, H., and Brot, N. 1979. Regulation of the in vitro synthesis of Escherichia coli ribosomal protein L12. Bioehem. Biophys. Res; Commun., 21, 1453-1461.

53. Hamel, E., Cashel, M. 1973. Role of guanosine nucleotidesin protein synthesis. Elongation factor G and guanosine 5»-triphosphate, 3'-diphosphate. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 22» 32503254.

54. Hamel, E.f Cashel, M. 1974. Guanosine nucleotides in protein synthesis:utilization of pppGpp and dGTP by initiation factor Tu. Ach. Biochem. Biophys., 162. 293-300.

55. Hamming, J., Gruber, M., AB, G. 1979. Interaction between RNA polymerase and a ribosomal RNA promoter of Escherichia coli. -Nucleic Acid Res;, 2» 1019-1033.

56. Haseltine, W. A., Block, R. 1973. Synthesis of guanosine tetra and pentaphosphate requires the presence of a codon-specific uncharged transfer ribonucleic acid in the acceptor site of ribo-somes. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 22» 1564-1568.

57. Haseltine, W. A., Block, R., Gilbert, W., Weber, K. 1972. MS1 and MS11 made on ribosome in idling step of protein synthesis. Nature, 238, 381-384.

58. Hayward, R. S., I*yfe, S. K. 1978. Non-coordinate expression of neighboring genes rplL and rp6B,G of Escherichia coli. -Mol. Gen. Genet , 160T 77-80.

59. Hayward, R. S., Austin, S. J., Scaife, J. G.,1974. Thfe effect of gene dosage on the synthesis and stability of RNA polymerase subunits in Esherichia coli. Mol. Gen. Genet., 131« 173180.

60. Helling, R. В., Goodman, H. M., and Boyer, H. W. 1974. Analysis of endonuclease R*EcoR1 fragments of DNA from lambdoid bacteriophages and other viruses by agarose-gel electrophoresis. J. Virol., 1Д, 1235-1244.

61. Highlad, J. H., Howard, G. A., Ochner, E., Str»ffler,-G., Hasenbank, R., Gordon, J. 1975. Identification of a ribdsomal protein necessary for thiostrepton binding to Escherichia coli ri-bosomes. J. Biol. Chem., 2£0, 1141-1145.

62. Hoiowachuk, E. W., Priesen, J. D., and Fiil, N. P-. 1980. Bacteriophage vehicle for the direct cloning of Escherichia coli promoter DNA sequences; Feedback regulation of-the rplJL-rpoBC operon. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., Ц, 2124-2128.

63. Howard, G. A., Gordon, J.,-Farming, К., Richter., D. 1977. Stringent factor binds to Escherichia coli ribosomes only inthe" 'presence of protein L10. FEBS letters, 68, 211-214.

64. Ishihama, A., Fukuda, R. 1980. Autogenous and post-trans-criptional regulation of RNA polymerase synthesis. Mol. Cell. Biochem., £1., 177-196.

65. Ishihama, A., Saitoh, T. 1979. Subunits of RNA polymerase in function and structure. 1X. Regulation of RNA polymerase activity by response protein (SSP). J. Mol. Biol., 12^, 517-530.

66. Iwakura, Y., Ito, K., and Ishihama, A. 1974. Biosinthesis of RNA polymerase in Escherichia coli. 1. Control of RNA polymerase content at various growth rates. Mol. Gen. Genet., 133.1 -23.

67. Jaskunas, S. R., and Nomura, 11. 1977. Organization of ri-bosomal protein genes of Esherichia coli &s analyzed by insertion mutations. J. Biol. Chem., 2£2, 7337-7343.

68. Jaskunas, A. R., Lindahl, L., and Nomura, M. 1975. Isolation of polar insertion mutants and the direction of transcription of ribosomal protein genes. Nature (London), 256. 183-187.

69. Jaskunas, S. R., Fallon, A. M., and Nomura, M. 1977. Identification and organization of ribosomal protein genes of Escherichia coli carried by fus2 transducing phage. J. Biol. Chem., 252, 7323-7336.

70. Jinks-Robertson, S., and Nomura, M. 1981. Regulation of ribosomal protein synthesis in an Escherichia'coli mutant missing ribosomal protein L1. J. Bacteriol., 145. 1445-1447.

71. Johnson, G. S., Adler, C. R., Collins, J. J., Court, D. 1979. Role of spoT gene product and manganese ions in the metabolism of guanosine 5* diphosphate, 3* diphosphate in Escherichia coli. J. Biol. Chem., 254, 5483-5487.

72. Kawakami, K., and Ishihama, Aw 1980. Defective assembly of ribonucleic acid polumerfiuse subunits in a temperature-sensitivesubunit mutant of Escherichia coli. Biochemistry, 34913495. .

73. Kingston, R. E., Nierman, W. С., and Chamberlin, M. J. 1981• A direct effect of guanosine tetraphosphate on pausing Of Escherichia coli RNA polymerase during RNA chain elongation. J. Biol. Chem., 2^6, 2787-2797.

74. Kirschbaum, J. B. 1978. A mutation in the gene for the subunit of Escherichia coli RNA polymerase which specifically affects transcription of rpoBC operon. J. Mol. Biol., 119. 37-47.

75. Kirschbaum, J. В., Claeys, X. V., Nasi, S., Moholt, В., and Miller, J. H. 1975. Temperature-sensitive RNA polymerase mutants with altered subunit synthesis and degradation. Proc, Natl. Acad. Sci. U.S.A., 22, 2375-2379.

76. Koch, A. 1970. Overall controls on the biosynthesis of ribosomes in growing'bacteria. J. Iheor. Biol., 28, 203-231.

77. Lagosky, P., Chang, P. N. 1980. Influence of aminoacid -starvation on guanosine 5*-diphosphate^'-diphosphate basal level synthesis in Escherichia coli. J. Bacteriol., 144» 499-508.

78. Lazzarini, R. A., Dahlberg, A* E. 1971« The. control of RNA synthesis during aminoacid deprivation in Escherichia coli. -J. Biol. Chem., 2^6, 420-429.

79. Lindahl, L., and Zengel, J. M. 1979. Operon specific regulation of ribosomal protein synthesis in Escherichia coli. -Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., J6, 6542-6546.

80. Lindahl, L., and Zengeli J. M. 1982. Expression of ribosomal genes in bacteria. Advances in Ginetics, 2J, 53-121.

81. Lindahl, L., Jaskunas, S. R., Dennis, P. P., and Nomura, M. 1975. Cluster of genes in Escherichia coli for ribosomal proteins,'ribosomal RNA and RNA polymerase subunits. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 22., 2743-2747.

82. Lindahl, L., Post, L., Zengel, J., Gilberg, S. P.,

83. Strycharz W. A., and Nomura, M. 1977. Mapping of ribosomal protein genes by in vitro protein synthesis using DNA fragments of fus3 transducing phage DNA as templates. J. Bit>l. Chem., 252. 7365-7383.

84. Lindahl. L., Yamamoto, M., Nomura, M., Kirschbaum, J. , Allet, В., and Rochaix, J-D. 1977. Mapping of cluster of genes for components of transcriptional and translational machinaries of Escherichia coli. J. Mol. Biol., 10<J, 23-47.

85. Linn, Т., and Scaife, J. G. 1978. Identification of single promoter in Escherichia c<51i for rplJ, rplL and rpoB,C. -Nature (London), 226, 33-37.

86. Linn, Т., Goman, M., and Scaife, J. G. 1979. Studies on the control of the genes for transcription and'translation in Escherichia coli. 1. tufB and rplA, К have separate promoters. -J. Mol. Biol., 1^0, 405-420.

87. Little, R., and Dennis, P. P. 1979. Expression of RNA polymerase and ribosome component genes in Escherichia coli mutants having conditionally defective RNA polymerases. J. Bacteri-ol., Ш» 115-123.

88. Little, R., and Dennis, P. P. 1980. Regulation of RNA polymerase synthesis: conditional lethal amber mutation in the subunit gene. J. Biol. Chem., 255» 3536-3541.

89. Lund, E., Dahlberg, J. E., Lindahl, L., Jaekunas, S. R., Dennis, P. P., and NCmura, M. 1976. Transfer RNA genes between 16S and 23S rRNA genes in rRNA transcriptional units of Escherichia coli. Cell, 2, 165-177.

90. Lund, E«, Kjjeldgaard, N. 0. 1972. Metabolism of guano-sine tetraphosphate in Escherichia coli.'- Eur. J. Biochem., 28, 316-326. '

91. Lund, E., Kjeldgaard, N. 0. 1972. Protein synthesis and formation of guanosihe tetraphosphate. -PEBS letters, 26, 306310.

92. Marvaldi, J., Pichon, J.f DeLaage, M., and Marchis-Mouren, G. 1974. Individual ribosomal protein pool size and turn over rate in Escherichia coli. J. Mol. Biol., 8£, 83-96.

93. Marvaldi, J., Pichon, J., and Marchis-Mouren, G. 1979. On the control of ribosomal protein biosynthesis in Escherichia coli. 1V. Studies on a temperature-sensitive mutant defective in the assembly of 50S subunits. Mol. Gen. Genet., 171. 317-325.

94. Morgan, E. A., Ikemura, T., and Nomura, M. 1977. Identification of spacer tRNA genes in individual ribosomal RNA transcriptional units of Escherichia coli. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 24, 2710-2714.

95. Morgan, E. A., Ikemura, Т., Lindahl, L., Pallon, A. M., and Nomura, M. 1978. Some rRNA operons in Escherichia coli have tRNA genes at their distal ends. Cell, 335-344.

96. Muto, A. 1977. Control of ribosomal RNA synthesis in Escherichia coli. 111. Cytoplasmic factor for ribosomal RNA synthesis. Mol. Gen. Genet., 152. 161-166.

97. Muto, A. 1978. Control of ribosomal RNA synthesis in Escherichia coli. 1V. Frequency of transcription of ribosomal RNA genes as a Function of growth rate. Mol. Gen. Genet., 164. 39-44. "

98. Newman, A. J., Linn, T. G., and Hayward, R. S. 1979. Evideh6e for cotranscription of the RNA polymerase genes rpoBC with a ribosomal protein gene of Escherichia coli. Mol. Gen. Genet. 169. 195-204.

99. Nikolaev, N., Silengo, L., and Schlessinger, D. 1973. Synthesis of a large precursor to ribosomal RNA in a mutant of Escherichia coli. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 20, 3361-3365.

100. Nomura, M. 1975. Organization of genes for-transcriptional and translational machineries in Escherichia coli. In "Proceedings of the Tenth PEBS Meeting," pp. 233-241.

101. Nomura, M. 1976. Organization of bacterial genes for ribosomal components: Studies using novel approuches. Cell, 2* 633-644.- too

102. Nomura, M., Jaskunas, S. R., and Morgan, E. A. 1977. Genetics of bacterial ribosomes. Annu. Rev. Genet., 11, 297-347.

103. Nomura, M., Yates, J. L., Dean, D., and Post, L. E. 1980. Feedback regulation of ribosomal protein gene expression in Escherichia coli: Structural homology between ribosomal RNA and ribosomal protein mRNA. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Ц, 7084-7088.

104. Oeschger, M. P.,and Berlyn, M. К. B. 1975. Regulation of RNA synthesis in Escherichia coli: a mutant unable to synthesize the anzyme at 43°. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 12, 911-915.ч

105. Oeschger, M. P. 1976. Autogenes regulation of RNA polymerase synthesis in Escherichia coli. Fed. Proc. Fed. Am. Soc. Exp. Biol., 1638-1642.

106. Ooyen van A. J. J., Gruber, M., Jjtfrgensen, P. 1976. The mechanism of action of ppGpp on rRNA synthesis in vitro. -Cell, 8, 123-128.

107. Olsson, M. 0., and Gausing, K. 1980. Post-transcription-al control of coordinated ribosomal protein synthesis in Escherichia coli. Nature (London), 282, 599-600.

108. Olsson, M. 0., and Isaksson, L. Al. 1979. Analysis of rpsD mutations in Escherichia coli. 111. Effects'of rpsD mutation on expression of some ribosomal protein genes. Mol. Gen. Genet., 169. 271-278.

109. Oostra, В. A., AB, G., and Gruber, M. 1980. Specific stimulation of ribosomal RNA synthesis in Escherichia coli by protein factor. Mol. Gen. Genet., 121, 291-295.

110. Parker, J., Watson, R. J., Friesen, J. D., Fiil, N. P. 1976. A relaxed mutant with an altered ribosomal protein L11. -Mol. Gen. Genet., 144, 111-114.

111. Pedersen, S., Blumenthal, R. M., Reeh, S., Parker, J., Ьешашс, P., Laursen, R. A., Nagarkatti, S«, and Friesen, J. D; 1976. A mutant of Escherichia coli with an altered elogatlon factor Tu. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 12, 1698-1701.

112. Pedersen, Б., Block,. P. L.* Reeh, S., and Nierdhardt,

113. P. C. 1978. Patterns of protein syiithesis in Escherichia coli. Catalog of'amount of 140 individual proteins at different growth rates. Cell, 179-190.

114. Pedersen, P. S., Kjeldgaard, N. 0. 1977. Analysis of the relA gene product of Escherichia coli. Eur". J. Biochem., 76. 91-97.

115. Pedersen, P. S.f Lund, E., Kjeldgaard, IT. 0. 1973. Codon specific tRNA dependent in vitro synthesis of ppGpp and pppGpp. -Nature, New Biol., 2£Д, 13-15.

116. Pedersen, S., Reeh, S., and Priesen, J. D. 1978.-Functional mRNA half-lives in Escherichia coli. Mol. Gen. Genet,, 166. 329-336.

117. Post, L. E., and Nomura, M. 1979. Nucleotide sequenceof the intercisttonic region preceding the gene for RNA polymerase subunit in Escherichia coli. J. Biol. Chem.# 254. 10604-10606.

118. Post, L. E., Arfsten, A. E., Davis, G. R-, and Nomura, M. 1980. DNA sequence of the promoter region for the. ribosomal protein operon in Escherichia coli. J. Biol. Chem., 255. 46534659.

119. Rabussay, D., and Geiduschek, E. P. 1977. Regulation of gene action in the developement of lytic bacteriophages. In "Comprehensive Virology, Vol. 8" (H. Fraenkel-Conrat and R. W; Wagner, eds.), pp. 1-96. Plenum, New York.

120. Ramagopal, S., Davis, B. D. 1974. Localization of the stringent factor of Escherichia Goli on the 50S ribosomal subunit. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., XL, 820-824;

121. Reeh, S., Pedersen, S., and Priesen, J. D. 1976. Biosyn-thetic regulation of individual proteins in relA+ and relA Strains of Escherichia coli during amino acid starvation. Mol; Gen. Genet., 149. 279-289.

122. Richter, D. 1976. Stringent factor from Escherichia colidirects.ribosomal binding-and release of uncharged1 tRNA. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 21* 707-711.

123. Scaife, J. 1976. Bacterial RNA polymerases; The genetics and control of their synthesis. In "RNA polymerase" (R. Losick,

124. M. Chamberlin, eds.), pp. 207-225. Cold Spring Harbour Laboratory, New York.

125. Sompayrac, L., and Mal/6e, 0. 1973. Autorepressor model for control of DNA replication. Nature,'(London) New Biol., 241. 133-135.

126. Sy, J. 1974. Reversibility of the pyrophosphoryl transfer from ATP to GTP' by Escherichia coli stringent factor. Pro». Natl.,Аса. Sci. U.S.A., Ц» 3470-3473.

127. Sy, J. 1975. Nucleotide specificity of stringent factor and the synthesis of analogs of guanosine 5'-diphosphate,3'-diphosphate. Biochemistry, 970-973.

128. Sy, J. 1977. In vitro degradation of guanosine 5'-diphosphate, 3'-diphosphate. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 74, 55295533.

129. Sy, J. 1976. A ribosome-independent soluble stringent -factor like enzyme isolated from a Baccillus brevis. - Biochemistry, 606-609.

130. Sy, J. 1980. Activation of ppGpp 3'-pyrophosphohydro-lase by a supernatant factor and ATP. - J. Biol. Chem., 255. 10056-10059.

131. Sy, J., Lipmann, P. 1973. Identification of the synthesis of guanosine tetraphosphatfc (MS1) as insertion of a pyrophosphoryl group into 3' position in guanosine 51-diphosphate. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., JO, 306-309.

132. Sy, J., Ogawa, У., Lipmann, P. 1973. Nonribosomal synthesis Of guanosine 5'» 3*- polyphosphates by the ribosomal wash of stringent Escherichia coli. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.,- юз 20, 2145-2148.

133. Sands, M. К., and Roberts, R. В. 1952. The effects ofa tryptophan-hietidihe deficiency in a mutant of Escherichia coli. J. Bacterid., 505-511.

134. Stent, G. S., and Brenner, S. 1961. A genetic locus for the regulation of ribonucleic acid synthesis. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 42, 2005-2014.

135. Tosa, Т., Pizer, L. J. 1971. Biochemical basis for the antimetabolite action of L-serine'hydroxamate. J. Bacteriol., 106. 972-982.

136. Travers, A. 1973. Control of ribosomal RNA synthesis in vitro. Nature (London), 244. 15-18.

137. Travers, A. 1976. Multiple modes of ribosomal RNA transcriptions in vitro. Cell, 8, 605-609.

138. Travers, A. A. 1980. Promoter sequence for stringent control of bacterial ribonucleic acid synthesis. J. Bacterid., 141. 973-976.

139. Travers, A. A. 1980. A tRNAIyr promoter with an altered in vitro responce to ppGpp. J. M01* Biol., 141. 91-97.

140. Travers, A. A., Buckland, R., Goman, M., LeGrice, S. S. G., and Scaife, J. G. 1978. A mutation affecting the subunit of RNA polymerase changes transcriptional specificity. Nature (London), 222, 354-358.

141. Travers, A. A., Buckland, R., and Debenham, P. G. 1980. Functional heterogenity of Escherichia coli ribonucleic acid polymerase holoenzyme. Biochemistry, 12.» 1656-1662.

142. Travers, A. A., Debenham, P. G., and Pongs, 0. 1980. Translation initiation factor 2 alters transcriptional selectivity of Escherichia coli ribonucleic acid polymerase. Biochemistry, 12» 1651-1656.

143. Van Ooyen, A. J. J., Gruber, M., and Jorgensen, P. 1976. Mechanism of action of pgGpp on ribosomal RNA synthesis in vitro. Cell, 8, 123-128.

144. Wagner, E. G. H., Kurland, C. G. 1980. Translational accuracy enhanced in vitro by ppGpp. Mol. Gen. Genet., 180. 139145.

145. Watson, R. J., Parker, J., Pill, N. P., Plaks, J. G., and Priesen, J. D. 1975. New chromosomal location for structural genes of ribosomal proteins. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 72. 2765-2769.

146. Wirth, R., and ВЪск, A. 1980. Regulation of synthesis of ribosomal protein S20 in vitro. Mol. Gen. Genet., 178. 479481.

147. Wirth, R., Kohles, V., BSck, A. 1981. Factor modulating transcription and translation in vitro of ribosomal protein S20 and isoleucine-tRNA synthetase from Escherichia coli. Eur. J. Biochem., 114. 429-437.

148. Yamamoto, M., Nomura, M. 1978. Gotranscription of genes for RNA polymerase subunlts and * with genes for ribosomal proteins in Escherichia coli. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 75. 3891-3895.

149. Yamamoto, M., and Nomura, M. 1979. Organization of genes for transcription and translation iia the rif region of the Escherichia coli chromosome. J. Bacteriol., 137. 584-594.

150. Yates, J. L., and Nomura, M. 1980. Escherichia coli ribosomal "protein L4 is a feedback regulatory protein. Cell, 21. 517-522.

151. Yates, J. L., Arfsten, A. E., and Nomura, M. 1980. In vitro expression of Escherichia coli ribosomal protein geness autogenous inhibition of translation. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., XL» 1837-1841.

152. Yura, T., and Ishihama, A. 1979. Genetics of bacterial RNA polymerases. Annu. Rev. Genet., 13. 59-97.

153. Zarucki-Schulz, Т., Jerez, C., Goldberg, G.,Kung,H.-P., Brot, N., and Weissbach, H. 1979. DNA-directed in vitro'synthesis of proteins involved in bacterial transcription and translation. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., £6, 6115-6119.

154. Zengel, J. M., and Lindahl, L- 1082. Oversynthesis of. elongation factor G and Tu in Escherichia'coli. J. Bacteriol., 149, 793-797.

155. Zengel, J. M., Young, R., Dennis, P. P.^ and Nomura, M. 1977. Role of ribosomal protein S12 in peptide chain-elongations analysis of pleiotropic, streptomycin-resistent mutants of Escherichia coli. J. Bacteriol., T2£, 1320-1329.

156. Zengel, J . M„, . Mueckl, D., and Lindahl, L. 1980. Ргот tein 14 of the Escherichia coli ribosome regulates an'eleven gene r-protein operon. Cell, 21., 523-535