Biokhimia_T3_Strayer_L_1984 (1123304), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Таким образом,клатрин играет ключевую роль в переносефрагментов мембраны в пределах клетки.Важно отметить, что во время этих процессов переноса асимметрия мембран сохраняется. Внутренняя поверхность мембраныРис. 29.46.Активированноеолигосахаридное ядро синтезируется путем последовательного присоединения отдельных остатков сахаров.
Затем весь блокпереносится на боковую цепьопределенного остатка аспарагинановообразованногобелка во внутреннем пространстве ЭР.окаймленного пузырька и аппарата Гольджи соответствует внутренней стороне мембраны ЭР. Когда окаймленные пузырькисливаются с плазматической мембраной, ихвнутренняя поверхность становится наружной поверхностью плазматической мембраны. Следовательно, внутренние поверх29.
Хромосомы и выражениегенов у эукариот161Рис. 29.47. Электронная микрофотография (вверху) и схематическоеизображение (внизу) аппаратаГольджи. В этой органеллепроисходитмодификация,сортировка и упаковка гликопротеинов. (Электронная микрофотографияпечатаетсяс любезного разрешения д-раLynne Mercer.)ности мембраны ЭР и других органеллсоответствуют наружной поверхности плазматической мембраны (рис.
29.50). По этойпричине углеводные группы гликопротеинов плазматической мембраны всегда расположены на ее наружной поверхности(разд. 10.12).В аппарате Гольджи происходит перестройка олигосахаридных групп гликопротеинов. Единственная оставшаяся глюкозаи несколько оставшихся манноз олигосахаридного «ядра» удаляются. На этом формирование углеводных остатков некоторыхгликопротеиновзаканчивается.Болеесложные олигосахариды других гликопротеинов образуются путем последовательного присоединения сахаров к остаткам162Часть IV.ИнформацияРис. 29.48.Электронная микрофотография окаймленных пузырьков(вверху). Схема окаймленногопузырька.
(Печатается с любезного разрешения д-ра BarbaraPearse.)Рис. 29.49.Изображение реконструированного окаймленного пузырька. Оно получено наложениеммногих электронных микрофотографий.[Woodwart M, Р.,Roth Т. F., J. Supramol. Structure, 11, 240 (1979).]Рис. 29.50.Асимметрия клеточных мембран. Внутренние поверхностиЭР и других органелл соответствуют наружной поверхностиплазматической мембраны.«ядра». Например, в качестве активированных доноров при синтезе концевого трисахаридного остатка, обнаруженного в некоторых гликопротеинах, выступают UDPN-ацетилглюкозамин,UDP-галактозаи СМР-нейраминидат (рис.
29.51). Этот последний этап биосинтеза, протекающийв аппарате Гольджи, получил названиеокончательного гликозилирования - в отличие от гликозилирования олигосахаридного«ядра», которое происходит в ЭР.Как происходит сортировка гликопротеинов в аппарате Гольджи? Каким путем онидоставляются в места назначения? Ответана эти интригующие вопросы пока нет, ноключом к пониманию проблемы может послужить болезнь I-клеток (ее также называют муколипидозом II).
Это нарушениефункции лизосом наследуется как аутосомный рецессивный признак и характеризуется сильной задержкой психомоторногоразвития и деформацией скелета. Лизосомыв соединительных тканях больных содержаткрупные включения (название болезни происходит от англ. inclusion - включение) непереваренных гликозаминогликанов и гликолипидов. Наличие этих включений обусловлено отсутствием в лизосомах больных поменьшей мере восьми ферментов, необходимых для их расщепления.
В то же времяогромные количества этих ферментов обнаруживаются в моче и крови больных. Следовательно, синтез активных ферментов приболезни I-клеток происходит, но вместо то-го, чтобы запасаться в лизосомах, они экспортируются из клетки. Другими словами.при болезни I-клеток целый ряд ферментовлокализуется в неправильном месте. Этиферменты не содержат маннозо-6-фосфата,который обычно с ними связан. Следовательно, маннозо-6-фосфат, по всей вероятности, представляет собой маркер, направляющий в норме многие гидролитическиеферменты из аппарата Гольджи в лизосомы.Интересно выяснить, участвуют ли углеводные остатки других гликопротеиновв регуляции внутриклеточных передвижений.ЗаключениеЭукариотическая хромосома содержит однумолекулу двухспиральной ДНК, которая покрайней мере в 100 раз длиннее, чем молекулы ДНК в клетках прокариот.
ДНК прочно связана с основными белками, которыеназываются гистонами. Хроматиновая нитьпредставляет собой гибкую цепь нуклеосом.«Ядро» этого повторяющегося элемента(минимальная нуклеосома, кор) содержитфрагмент ДНК длиной 140 пар оснований,накрученный на октамер гистонов, в составкоторого входят по две молекулы гистоновН2А, Н2В, Н3 и Н4.
Минимальные нуклеосомы соединены между собой линкернойДНК, длина которой обычно составляет 60пар оснований, связанной с одной молекулой гистона H1. Благодаря нуклеосомамДНК может укорачиваться в семь раз.Это - первый уровень конденсации ДНК.Эукариотическая ДНК реплицируется полуконсервативным путем и наполовину непрерывно (т.е. получает по одной из родительских цепей), причем репликация на29. Хромосомы и выражениегенов у эукариот163Рис.29.51.Завершающая стадия синтезасодержащегонейраминидатуглеводного остатка гликопротеина (трансферрина человека).Эта реакция происходит в аппарате Гольджи.чинается в нескольких тысячах мест.
Большое число точек инициации обусловленоогромной длиной эукариотической ДНК посравнению с прокариотической.Кинетика реассоциации денатурированной нагреванием ДНК показывает, что эукариотическая ДНК в отличие от прокариотической содержит много повторяющихсяпоследовательностейоснований.ДНК164Часть IV.Информацияс большим числом повторов (сателлитнаяДНК) обычно расположена вблизи от центромер.
Некоторые сателлитные ДНК представляют собой гептануклеотидную после4довательность, повторенную более 10 раз.Другая фракцияДНК с умеренным числомповторов. В геноме многих эукариот генырибосомных РНК и гистонов присутствуютв количестве десятков или сотен копий.Большая часть ДНК с умеренным числомповторов играет, по-видимому, какую-торегуляторную роль. Третья фракция - уникальная ДНК. Она состоит из последовательностей, которые встречаются в гаплоидном геноме только один или несколько раз.
Многие из таких белков, какфиброин шелка, гемоглобин и овальбумин,кодируются уникальными генами. Эти геныдают большие количества стабильноймРНК. Уникальные последовательностиобычно перемежаются с умеренно повторяющимися последовательностями. Крометого, для высших эукариот характерно наличие вставочных последовательностей вомногих генах, кодирующих белки.РНК в эукариотических клетках синтезируется тремя типами РНК-полимераз.
Первичные транскрипты претерпевают существенные изменения, прежде чем они перейдут из ядра в цитозоль в виде зрелыхмолекул рРНК, тРНК и мРНК. Информационные РНК получаются из гораздо болеедлинных первичных транскриптов (гяРНК)путем расщепления и воссоединения фрагментов. Эукариотическая информационнаяРНК имеет на 5'-конце «колпачок» и на3'-конце обычно длинную роlу(А)-последовательность.
Единственный транслируемыйучасток мРНК обрамлен некодирующимипоследовательностями,иногдаоченьдлинными. Набор мРНК в эукариотическойклетке зависит от избирательного процессинга первичных транскриптов, а также отскорости транскрипции различных генов.Регуляция на уровне трансляции, по-видимому, играет менее важную роль при детерминировании набора белков, синтезируемых каждой данной клеткой. 80S-рибосома эукариот состоит из 60S- и 40S-субчастиц.
Как и у прокариот, у эукариот имеетсяособая инициаторная тРНК, но она не формилирована. Инициация у эукариот регулируется каскадом протеинкиназ, инактивирующих один из факторов инициации(eIF-2). Митохондрии и хлоропласты содержат собственную ДНК, которая не связанас гистонами. Синтез белка в этих органел-лах напоминает синтез белка у бактерий.Секреторные и мембранные белки синтезируются рибосомами, связанными с эндоплазматическим ретикулумом. Многие изэтих белков содержат сильно гидрофобнуюN-концевую последовательность, котораяслужит сигналом для прикрепления рибосомы к мембране ЭР.
Затем синтезирующаяся полипептидная цепь активно протягивается через мембрану ЭР, а сигнальнаяпоследовательность отщепляется на внутренней стороне. Почти ко всем белкам,синтезированным на связанных с мембранами полисомах, ковалентно присоединяетсяодин или несколько углеводных остатков.В ЭР происходит перенос универсальногоолигосахаридного блока с активированногодонора долихола на специфическую аспарагиновую боковую цепь. Гликопротеиныпереносятся из ЭР в аппарат Гольджив окаймленных пузырьках. Эти пузырьки,покрытые клатрином, участвуют во многихпроцессах обмена между мембраннымиструктурами. В аппарате Гольджи происходит укорачивание и окончательное гликозилирование олигосахаридных остатков.
Кроме того, здесь гликопротеины сортируютсяи отправляются по назначению. Углеводные остатки, по-видимому, играют важную роль в этом процессе сортировки.РЕКОМЕНДУЕМАЯЛИТЕРАТУРАС чего начатьCrick F., 1979. Split genes and RNAsplicing, Science, 204, 264-271.DeRobertis E.M., Gurdon J.B., 1979.Gene transplantation and the analysisof development, Sci.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
