Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 4 (1110091), страница 407
Текст из файла (страница 407)
одного и того же гена в разных тканях мвогоклеточного организма илн в одной клетке в зависвмости от изменяююнхся внеш. условий или внутр. программы. На стадии иницяации регуляция Т. осуществляется благодаря налычвю особых белков-регуляторов (см. Регуяяторлые белки), способных присоединяться к определенным участкам ДНК и тем самым препятствовать или помогать РНК-полимеразе инициировать синтез РНК на промоторе. У прокариот регуляция Т. часто осуществляется на стадии термиаации в особых терминаторах (называемых а певюаторами), расположенных в начале или внутри оперонов.
Существует также обратная Т.— синтез ДНК на матрице РНК. Такой синтез осуществляется у ретровирусов (семейство РНК-содержащих вирусов) с участием фермента ревертазы (обратная транскриптаза). В ходе обратной Т. образуется вначале гибрид РНК-ДНК, к-рый реплицирует под действием ДНК-зависимой ДНК-полимеразы (см. Пслидезоксириболуклготид-синтетазм) с образованвем двухцепочечной спирали ДНК. Последняа также подвержена реллнкацыы и способна включаться в геном инфицированной клетки и служить там матрицей для вирусной РНК. Т. обр., поток генетич, информации у ретровирусов направлен от РНК к ДНК и затем обратно к РНК.
РНК-полимеразу открыли С. Вейс, Ж. Гурвиц и О. Стивенс в !960; ими же установлено ее значение в синтезе РНК. Концепцию транскривтона (оперона) сформулировали Ф. Жакоб н Ж. Моно в !96!. Х. Темин и Д. Балтимор в !970 открыли обратыую транскриптазу и механизм сиатеза ДНК ва РНК-матрице. Лит.. Пташае м., Переключение ииаы рагуяяеяя мвваа аатвввоеге в (вг ц пер. а ввгл., м., 1988; Меямуязрааг Евслопи.
С1руатура а Еаосвятез «», м., (эю. е.г.н, ур, ТРАНСЛЙЦИЯ (от лат. !гааз!айо-передача), программируемый генами процесс синтеза белха. Посредством Т. осуществлвется реализация генетич. ииформацыи нуклеиновых к-т (см. Генетический код). По совр. представлениям, исхолный ген в виде ДНК непосредственно транслироваться не может; для Т. он должен быть сперва транскрибирован-перепнсан (см. Транскриляия)-в форме молекул матричные рибоаукяпгвовых кислою (мРНК) и именно последняя связывается с рибосомш) и транслируется.
В ходе Т. последовательность нуклеотицов мРНК определяет последовательность остатков амвнокислот в синтезируемом полипегпиде; происходит как бы перевод с языка нухлеотидной последовательности гена на язык аминокнслотной последовательности белка. Считается, что аминокислотная последовательность синтезнруемого на рибосоме полаыептида однозначно задает пространственную структуру белка через процесс сворачивания (фолдывга), идущего одновременно с Т. (котрансляцнонное сворачивание) или по ее завершении (поспрансляционное сворачивание). Кроме того, в формвровааии конечной структуры фующион. белка могут првнимать участие процессы ко- и посттрансляционаых модифвкаций (см.
Модикуикаяия белков). Т. каждой молекулы мРНК рибосомой разделается на три четкие последоват. сгадыи-инициацию, эловгацюо полнпеп- 1231 гида (собственно Т.) и терминацию (см, рис. в ст, Рибосома). Цепь мРНК трааслируется (считывается) по направлению от 5чконца к 3'-концу (см. Пуклеяловые кислоты). Полшептид элоагируется (растет) от Х-конца к С-концу. Т. начинается со строго фиксир. точки в цепи мРНК (а отнюдь ве с начала самой цепи РНК). Точаый выбор рвбосомой стартовой точки определяет не только первую (М-концевую) аминокислоту в сиытезируемом полипептиде, но и всю последующую разбивку нуклеотидной последовательности мРНК на триплеты (кодовы), т.е. правильную фазу (рамку) считывавив, и, соотв., праввльвый набор остатков аминокислот в свнтезируемом полипептиде.
Для этого существует спец. мехаыизм инициацви Т., в к-ром принимают участие: ввициаторный кодон и предшествующая ему последовательность мРНК, малая субчастнца рнбосомы, ввицваторная метиовил-тРНК г)ч.формвлметвовыл- тРНК„у прокариот (бактерыи и синезеленые водоросли) и метионил-тРНК„у эукариот (все остальные организмы); тРНК вЂ” сокр. обозначение транспортных риболухлгиноеых кислот], набор белковых факторов иаициацви (1Р-1, 1Р-2 и 1Р-3 у прокариот и около десятка факторов — от е1Р-! до е1Р-4Р и е1Р-5-у эукариот) и гуанозинтрифосфат (ГТФ), а тапке АТФ у эукариот.
Перед иыициацией рибосома должна диссоциировать на составляющие ее субчаствцы — малую (303 у прокариот н 403 у зукарнот) и большую (503 у прокариот и 603 у эухариот): 703 -+ 3031 + 503 803 -+4031 + 603 Сноб. малая субчаспща связывает на себе часть факторов инициацви (кстати, способствующих вьппеуказаныой диссоциация). При участии фактора инициации 1Р-2 или е1Р-2 и ГГФ в комплекс с малой субчаспщей входит ипициатораая (формил)метиовил-тРНКг (Р в никнем индексе обозначает, что данная тРНК является иыициаторной).
У прокариот малая субчастица рибосомы имеет сродство к короткой полыпуриновой (см. Пуршгевые основания) последовательности мРНК (иаир., ОАОО; О и А-соотв. остатки гуанозвиа и аденозина), находящейся за песк. иуклеотидов перед инициаториым кодоном А()О (реже О()О; ()-остаток уридина), так что рибосомная 303 частица фиксирует эту предыаициаториую последовательность (наз. также последовательностью Шайна-Дальгарно), а антикодон вющнаторной тРНК взавмод.
с иаициаторным кодовом. У эукариот рибосомыая 403 частица, несущая ряд факторов иаициации и метионил-тРНК, связывается преимущественно с 5чконцом цепи мРНК (как правило, кэпированиым), а затем скользит по цепи в направленви к Зчковцу без Т., потребляя АТФ, пока не натолкнется на триплег АЦО, спаривающийся с автикодоном тРНКг и служаций инициаторвым колоном. Т.
обр., в обоих случаях устанавливается стартовая точка Т.(точка отсчета триплетов). Далее фиксированная на инициаторном кодоне малая рибосомная субчастнца присоединяет к себе большую рибосомвую субчастнцу; это событие сопровождается гидролизом ГГФ ва факторе ивицыации 1Р-2 или е1Р-2, уходом этого фактора и гуанозиадифосфата (ГДФ) с рибосомной часпщы. Теперь на иввциаторном кодоне находится полная (703 илн 803) рнбосома, готовая воспринять аминоацил-тРНК (Аа-тРНК), соответствующую следующим нуклеотидпым триплетам мРНК (рис. 1). Элонгационный цикл начинается с поступления в рибосому Аа-тРНК при наличии там ивициаторной (формил)метионнл-тРНКг (сразу после вышеописанной инициации) или пептидил-тРНК (если рассматривать любой промежут. шаг стадии элоагации) (рис.
2). Предварительно вне рибосомы Аа-тРНК взаимод. со спец. белком, наз. фактором элонгацни Т„(ЕР-Т„) у прокариот или еЕР-1 у эукариот; для взаимод. необходвмо участие в этом коьшлексе молекулы ГТФ: Аа-тРНК + ЕР-Т„(еЕР-1) + ГТФ ~ - Аа-тРНК ЕР-Т„(еЕР-1) ГГФ 1232 ГТФ Р-Мец"тРННР"1Р 2'ПФ бешнненне Р- п'ГПФ, ецнннце Ассецнацнв Гварснне ГТФ тРНН гРНН'сс ! тРПН' цз ~. бсевроменне 1Р-2 12-2 ГПФ ! с-О й'-~н а-Т Аа-тРНН сн,-з-(сн,);1н хн сн,-з-(сне)г-~н хн Пенгнцм-тРНН Рве.
1. Сыма посведоватсдьвости собыпй в нроцнзп яшшиацнв трангдацаи у прокариот: 1-напав субьединяпа рнбоссы; 2- ииицватарва» тРНК; 3 -фактор внзппыпви 1Р-2; 4- н форин ыстиояив !сокр, Р-мег); 5-бовьшак субьединвпа рибссоыы; Р и А - тРНК-сешы наюшие участки рибшоыьц Ф- фосфат. На самом деле, ввиду избытка белка ЕР-Т„или еЕР-1 в клетке, все Аа-тРНК, за исключением инйциаторной, присутствуют в цитоплазме в виде таких тройственных нуклеопротеидных комплексов. Комплекс поступает в рибосому и связывается с ее т.
наз. А-участком, если там присутствует вакантный кодон, комплемснтарный аитикодону Аа-тРНК. При этом др. тРНК-связывающий участок рибосомы (Р-участок) занят либо иввциаторной (формил)метионил-тРНК„(в первом элонгациониом цикле), либо пептиднл-тРНК (во всех последуюпппг элонгвционных цюглах). Связывание тройственного комплекса с А-участком рнбосомы индуцирует его ГТФ-азную активность, и ГТФ, входящий в комплекс, гидролнеуетсяг ГТФ+ НэО +ГДФ+ НэРО4 1233 ТРАНСЛЯЦИЯ 621 з' Рнс.
2. Сшыа эиовгашюнного пикав рибссоыы; ЕР т„и Ерй-бпкторы эповга- цвв, Аа тРНК-аыиноацвд тРНК, 1-штат ак аыиаошшаоты, саазавной с тРНК, Ф-фосфаг, Рнс.3. Р.пия грышпеотниашш, «атаипзнруеыав рнбссоыой; сс-два коипевык остатка цвтвдина в тРНК, А-остаток ане. В результате этого ЕР-Те (еЕР-1) теряет высокое сродство к рибосоме и к Аа-тРНК и вместе с ГДФ покидает рибосому. Теперь Аа-тРНК оказывается в А-участке рибосомы без своего белкового партнера, бок о бок с присутствующей в Р-учасгке иющиаторной (формил)метионил-тРНК„(или пептидил-тРНК). Аминокислотный остаток Аа-тРЙК и слоукноэфирная группа (формнл)мстионил-тРНКР (или пептнцил-тРНК) локализуется в пептидил-трансферазном центре рибосомы.
Амвногруппа амвнокислотного остатка атакует карбоннл сложноэфирной группы, в результате чего происходит р-цня транспаппдации: (формил)метионильнын (или пептидильный) остаток переносится на амииогруппу Аа-тРНК, с образованием пептидной связи, а ивициаторная тРНКР (или тРНК, с к-рой был свюан пептид) оказывается деацилировавной (рис. 3). 1234 ыз и лнсляции Непосредственно после р-цни транспептндацнп деацилировапная тРНК занимает Р-участок рибосомы, а повообразованная пептидил-тРНК-А-участок (см.
рпс. 2). Завершающая фаза цикла наз. транслокацией, Она каталязнруется крупным мономерным белком, обозначаемым ках фактор элонгацви О (ЕР-О) у прокарпот или еЕР-2 у эукариот, с нсполъзованием молекулы ГТФ. Фактор ЕР-О(еЕР-2), ассоцвировапный с ГТФ, взаимод. с претранслокапиопной рибосомой (пептидил-тРНК в А-участке, деацнлпрованнаа тРНК в Р-участке), и в образующемся комплексе щюнсходит удаление деацилвровапной тРНК из Р-участка, переход пептндил-тРНК из А-участка в Р-участок и передвижение вместе с ней кодояа мРНК нз А-участка в Р-участок; в вакантном А-участке устанавливается очередной кодон мРНК. В образовавшемся посттранслокацнонном комплексе ннлуцпруегся ГГФ-азиза активность, ГТФ гндролиэуется до ГДФ и НэРОы в резулътате чего ЕР-О(еЕР-2) с ГДФ теряет сродство к рнбосоме н освобождаетсш Цикл завершен.
Теперь рибосома способна воспринять иа свой вакантный А-участок с очередным кодовом новую, соответствующую этому кодону Аа-тРНК в комплексе с ЕР-Т„(еЕР-1) и ГТФ. Осуществляется следующвй цикл элонгацйи. Трансляция мРНК состоит в повторении таких циклов, в каждом из к-рь1х прочитывается один триплет (кодон) мРНК, сшпезируется одна пептидпая свюь и гндролизуются две молекулы ГТФ. Элонгадня полнпептидв продолжается до тех пор, паха рнбосома не натолхнется на один из нуклеотядвых трпплетов, пе кодирующих аминокислоту, т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
