Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 4 (1110091), страница 409
Текст из файла (страница 409)
тРНК состоят из одной полириболуклеотидной цепи, 1237 ТРАНСПОРТНЫЕ б23 включающей 74 — 95 нуклеотидных остатков (мол. м. 24 — 31 тыс.), митохопдрпальные тРНК немного короче. Для всех молекул тРНК характерно присутствие остатка фосфорной к-ты на 5сковце (см. Нуклеинписю кислоты) нуклеотидной цепи (фосфорпвирован 5сгидроксил), наличие последовательности ССА — ОН (С-остаток цитидипа, А-адепозина) на Зсконце и песк. консервативных нуклеотидных остатков, рассеянных вдоль цепы и занимающих во всех тРНК одын и те же положения. Отличит. особенность тРНК вЂ” присутствие в молекуле минорных нуклеозидов (миноров), общее число разновидностей к-рых в разыых тРНК св.
50, а в одной молекуле тРНК пх доля может достшать 25%, Они образуются путем метилировання, гидрировапия п др. превращений обычных нуклеотидных звеньев в ходе посттранскрипц. Модифпкадии тРНК под действием соответствующих ферментов. Большижтво миноров влияет на стабильность пространственной структуры п(илп) на адапторную ф-цшо тРНК вЂ” способность каждой тРНК узнавать свой кодон (участок МРНК нз трех нукдеотядных остатков, кодирующяй определенную аминокислоту; см. Генетический код). На присоединение к тРНК аминокислот (акцепторпую ф-цию) миноры, как правило, не влияют. Более половины пуриновых и ппримидныовых оснований тРНК с помощью водородных связей образуют впутрицепо. чечпые пары по принпипу комплемелтцплпсти (А — Ц О вЂ” С, Π— (3; О и Π— соотв.
остатки урндипа й гуапозниа), формируя 4 двухслиральных участка. Эти короткие спирали чередуются с участками яеспарелвых оснований, в результате чего нуклеотидная цепь образует 3 петли. Таким образом формируется вторичная структура, получявшая назв, клеверного листа (см. рис.). В ней выделяют: акцепторвую ветвь (стебель, черешок) с универсальной Зскоицевой последовательностью, служащей акцепгором (местом прикрепления) остатка аминокислоты; дигидроурилиловую ветвь (шпвльку), варьирующую по числу входящих в ес состав пуклеотидов и содержацую до 3 остатков дигпдроуридина (ОНОВ антикодоыовую ветвь (шлильку) с петлей в 7 нуклеотнцных остатков, в центре к-рой находится антикодон (трынуклеотпд, комплемептарный кодону МРНК и обусловливающий специфичность тРНК к этому колону); тимидилпсевдоурндиловую ветвь, илн Тзу-шпильку, содержащую минорные пуклеозиды рпботимидин и псеицоурпдпл.
Кроме того, у всех тРНК между Тзу-шпилькой и акцспторным стеблем имеется вариабельпая петля (т'-петля). Число составляющих ее пуклеотндов у разл. тРНК варьирует от 3 до 20. Если петля дллыная, то формируется дополнит, пятый лвухспиральный участок тРНК, как, напр., у дрожжевых тРНКл" и тРНК«'" (в верхнем индексе— условные обозяачення амянокислот, к к-рым специфичны данные тРНК; букв. обозначеыия см. а ст. Аминокислот ьг). !238 624 ТРАНСПОРТНЫЕ А Зг-Накса Ц А б'-йован р Ц э (г.Н А, РНН-0 У ~~) ~ 1~Я 0 1 ! 1 т'1 1 — 0-С'.-4 !йтяаевеаокна грвкяет Нукмотвдпак посдедаватедьнссть в вторнчиш струнтура дроп:кеван ананиаовой тРНК, вю пи меиду антнпареяямьвмми участками обозначают водородпма связи мепду «омпяеменгарнммв парами оснований (р-остаток фос.
форгой ктм); мавекува содерпвт семь минорпмк вукяеазндов: Ч-псевло. !радин, т-нназнн, т-рибо пмндин. ОНН вЂ” 5бчппидраурндин, ю'! — г-мепгяниозин, ю'0 — г-мети.ггуанозян, его — Нчдиметивгуанозии. ! — акпепторпая ветвь, 2 в тв-шпипька, 3 — Ша гве, 4-аитнкодопная ветвь, 5-лигидроурилплава» ве~вь. Все тРНК имеют сходную пространственную укладку цепи, напоминающую лат. букву Ь.
Акцепторная и тимидилпссвдоуридиловэя ветви расположены по одной оси, формируя непрерывную двойную спираль, состояпэую из 12 пар нуклеотцдных остатков; антикодоновая и дигидроуридиловая ветви располагаются также по одной оси, формируя вторую двойную спираль, включающую 9 пар нуклеотидных остатков. Эти два спиральных участка располагаются под углом ок. 90' друг к другу. Трехмерная структура поддерживается нековалентными связями между Тц- и ОНО-шпильками, а также др.
взаимода в т.ч. с ионами Мйз+. Конформация тРНК в р-ре в целом соответствует ее конформации в кристалле. Важная особенность структуры тРНК заключается в том, что антикодон, находящийся в центро полинукдеотидной цепи и на одном нз концов «Ь», доступен для контактов с мРНК. В присут. АТФ, ионов Мй~с и амин!пинии-тРНК-синтетаэ к труглте ЗчОН 3'-кояцевого адснозина тРНК присоединяется остаток аминокислоты с образованием аминоацил- тРНК. Аминоацил-тРНК в рибосоме с помошью антикодона комплементаряо связывается с соответствующим кодоном мРНК. тРНК, акцептируюшне разл.
аминокислоты, имеют разные последовательности оснований, благодаря чему сннтетазы легко нх узнают. Через взаимод. кодон— антнкодон осуществляется перевод нуклеотидной последовательности мРНК в специфич, аминокислотную последоватсчьность синтезируемой полипептиддоя цепи. 1239 Ошибка в узнавании аминокислоты своей тРНК при синтезе амнноацил-тРНК не может быть исправлена на последующих этапах белкового синтеза; последовательность аминокислотных остатков в сннтезируемой полнпептидной цепи определяется мРНК и эминоацил-тРНК, взаимодействующими в рибосоме, а не природой аминокислот- ного остатка, связанного с тРНК. Для большинства тРНК с короткой Ч-петлей важную роль при взаимном узнавании фермента и тРНК шрает антикодон, для тРНК с длинной Ч-петлей — двухспиральные участки.
При узнаваяни происходят взаимные конформац. изменения тРНК и фермента. Как правило, каждая аминокислота имеет песк. соответствующих ей разноыщностей тРНК, незначительно различаюшнхся по первичной структуре и наз, изоакценторными; вх подразделяют на мажорные (доминирующие) и мшнорные (малочисленные).
Структурные различии обусловлены заменами песк. нуклеотидов (или пар нуклеотидов) в разл. частнх молекулы (в т.ч. в антикодояе) и сушественно не отражаются на укладке цепей. Для считывазшя разных кодонов мРНК, соответствующих одной и той же аминокислоте, используются изоакцепторные тРНК с разными антикодонамн. Дня мн. аминокислот число соответствующих им изоакцепторных тРНК с разными антикодонами гораздо меньше, чем общее число кодонов (напр., 24 мнтохоццриальных тРНК достаточно для узнавания 61 — 62 смысловых кодонов мРНК).
Из этого следует, что одна и та же тРНК может узнавать песк. кодонов, кодирующих одну и ту же аминокислоту, но различающихся по одному нуклеотиду. Число генов, кодируюших тРНК для одной и той же аминокислоты, может различаться у разных организмов бодее чем на порядок. Общее число генов тРНК в разл. организмах сильно варьирует (напра у кишечной палочки ЕэсйебсМа со11 их ох. 70, у шпорцевой деушки Хеоорпб !аечтб ок.
7 тыса у человека св. 1 тыс.). При транскрипции (синтез РНК на ДНК-матрице) генов тРНК с помощью фермента РНК-полимеразы П1 образуются предшественники тРНК (пре-тРНК). Дальнейшее нх превра!ценна в тРНК включает ртщ ферментативных р-ийй, приводяшнх к уменьшению размеров молекуд и модификации нек-рых нуклеозцдов. В генах тРНК эукариот функционально важный Зчкотшевой триплет не коднрован — он достраивается посттранскрипционно с помощью фермента тРНК-нуклеотидилтрансферазы.
Помимо акцепторно-адапторной ф-ции в белковом синтезе, мн. тРНК выполняют роль затравки при обратной транскрипции (синтезе ДНК на РНК-матрице) благодари комплементарности Зчконца тРНК (17-20 нуклеотидов) и участка РНК ретровирусон, а также др. Ретротранспозонов. На 3чконцэх РНК мн. вирусов растений присутствуют тРНК-подобные структуры, обладающие акцепторной активностью. Нек-рые тРНК участвуют в биосинтезе пептидогликанов (компонентов вяеш. оболочки нек-рых бактерий), в переносе аминокислот через внеш.
мембрану клеток, в регуляции биосинтеза ряда аминокислот, в посттрансляцнонной модификации белков (перенос аминокислотного остатка от амнноацил-тРНК на )ч(-конец полипептидной цепи под действием ферментов аминоацил- тРНК-протеин трансфераз), а также во внутриклеточной деградации белков. Имеются данные об участии тРНК хак кофактора в р-цни восстановлеяия глутаминовой к-ты при биосинтезе хлорофилла.
Успехи в изучении структуры и функции тРНК сыграли исключит. роль в понимании общих принципов структурной организации нуклеиновых к-т, в познании биосинтеза белков. В 1955 Ф. Крик предсказал существование в клетках малых молекул, ковалентно связываюшихся с помощью особых ферментов с аминокислотами и участвующих в адаптации (приспособленин) аминокислот к генетич. коду, записанному в нуклеотидной форме (т.
наз, адапторная ги- потеза) Такими молекулами оказались тРНК и ирН5-ферментьрг, названные позднее аминоацил-тРНК-синтетазами тРНК открыли в 1957 М. Хоглэнд, М. Стефенсон и П Замечник (США) и одновременно К. Огата и Х. Нохара (Япония). Впервые нуклеотидную последовательность тРНК установили в 1965 Р. Холли с сотрудниками (США) для дрожжевой тРНК"". За последующие 25 лет была расшифрована первичная структура'сотен тРНК из разл. организмов (бактерии, дрожжи, млекопитающие и др.) В !974 А. Рич с сотрудниками (США) и А. Клут с сотрудникаьш (Великобритания) впервые с помощью рентгеноструктурного анализа установили трехмерную структуру дрожжевой тРНКг"' в кристалле.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
