Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_2 (1123307), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Нуклеолнтический процессинг предшественников тРНК, повидимому, направляется не собственно нуклеотидной последовательностью, а особой трехмерной структурой, которую могут формировать молекулы тРНК, и потому реализуется только для молекул, способных к сворачиванию в определенные функциональные структуры. Дальнейшие модификации молекул тРНК включают алкилироваиие нуклеотидов и присоединение характерного ССА-трнплета к 3'-концу молекулы. Этот триплет служит точкой присоединения соответствующей аминокислоты, направляемой данной молекулой тРНК в реакцию синтеза полипептнда.
Метилирование предшественников тРНК млекопитающих происходит, вероятно, в ядре, а расщепление и присоединение ССА-триплета — в цитоплазме, поскольку скорость оборота для концевой части тРНК оказывается выше, чем для молекулы в целом. Для присоединения аминокислоты к ССА-концу требуются определенные ферменты цитоплазмы клеток млекопитающих. Рибосомпые РНК (рРНК) В клетках млекопитающих молекулы рибосомных РНК (двух основных и одной минорной) транскрибируются в составе большого общего первичного транскрипта (рис.
39.13). Процессинг этого транс- крипта с образованием зрелых рРНК, транспортируемых в цитоплазму, происходит в ядрышке, где собственно и локализованы сами гены рибосомных РНК. В каждой клетке присутствуют сотни копий этих генов. Транскрипционные единицы содержат последовательности 188-, 5,88- и 288-рРНК, расположенные друг за другом в направлении 5'- 3 . Первичный транскрипт размером 458 подвергается интенсивному метнлированию непосредственно в ядрышке. В этом 458-предшественпике участок, соответствующий 28$-рРНК, содержит б5 метилированных рибозных остатков и 5 метилированных нуклеиновых оснований. Метилирование идет только на участках, формирующих в дальнейшем зрелые молекулы рРНК. 458-предшественник подвергается нуклеолитическому процессннгу, однако сигналы процессинга заметно отличаются от соответствующих сигналов в гяРНК.
Вероятно, и механизм процессинга также отличается от механизма нуклеолитического процессинта при созревании гяРНК. .Глава ЗР 32$-преещаегеенеее Рие. ЗРЛЗ. Схема формирования зрелых рибосомных РНК в ходе процессингв молекул РНК-предшественников. Конечный продукт обозначен черными прямоугольниками. (Кергоднсед, вчй регпизв1оп Ггогп Реггу К Р.: Ргосевх1пк о)' ВХА Аппи.
Кеч. В1осЬегп. ! Р76, 4$:605.) НУКЛЕАЗЫ Ферменты, способные разрушать нуклеиновые кислоты„известны давно. Существует несколько вариантов их классификации. Ферменты, проявляющие специфическую активность в отношении дезоксирибонуклеиновых кислот, называются дезоксири- Почти половина исходного первичного транс- крипта (рис. 39.13) подвергается деградации. В ходе процессинга рРНК в ядрышках происходит дальнейшее метилирование, и там же 28Б-РРНК, связываясь с рибосомными белками, формирует большую 60Б- субъединицу рибосомы.
Молекула 5,8Б-РРНК также образуется в ядрышке и входит составной частью в большую рибосомную субъединицу. Молекула 18Б-рРНК в комплексе с набором соответствующих полипептидов образует малую 40Б-субъединицу рибосомы. бонуклеазами. Те, что гидролизуют рибонуклеиновые кислоты, носят название рибонукмаз. Внутри каждой из этих групп есть ферменты, расщепляющие виутрицепочечиые фосфодиэфирные связи с образованием либо 3'-гидроксил-и 5'-фосфорил- либо, наоборот,— 5'-гидрокснн- и 3'-фосфорил-концов. Такие ферменты относятся к классу эцдоиукл~з.
Некоторые нз ннх способны гидролизовать обе цепи двухцепочечиых молекул, другие — расщепляют только одну цепь нуклеиновых кислот. Существуют нуклеазы, способные гидролизовать только единичные цепи, не образующие дуплексной структуры, известны и такие, которые расщепляют цепи, участвующие в образовании двойной спирали. Описан класс эндонуклеаз, узнающих строго определенные последовательности в ДНК; большинство из них — это рестрицирующие зидонуклеазы (рестриктазы), которые в последние годы стали мощным инструментом в руках Сиитез и проиессинг РНК 93 исследователей, занимающихся проблемами генной инженерии.
Список некоторых известных, широко используемых в настоящее время рестриктаз, приведен в табл. 36.1. Некоторые нуклеазы способны отщеплять нуклеотиды только от свободных концов молекул — их называют зкзонуклеазами. Экзонуклеазы могут гидролизовать молекулу нуклеиновой кислоты только в одном направлении 13' — 5' или 5' -+ 3'). У бактерий 3' — 5'- экзонуклеаза — необходимый элемент системы репликации ДНК и служит для исправления ошибок спаривания, удаляя ошибочно встроенный в цепь нуклеотид.
ЛИТЕРАТУРА Веагбпасб Я., Сбатбоп Р. Ог8апиа11оп апд ехргеаяоп оГ епсагуобс ар!й 8епев согйп8 Гог рго1еии, Аппп. Кеч. ВюсЬею., 1981, %, 349. Вшб Н. ег аб ЯпКХАа, БпКХРК апд КХА ргосеаяп8, Аппп. Кеч. В1осЬегп., 1982, 51, 617, Сбатбои Р. ЕпМагуог1с ппс!еаг КХА ро1уюегагеь, Аппп. Кеч. ВюсЬегп., 1975, 44, 613. Сагг1и1 1.
ег а1. Ргогпо1ег аег1пепсеа оГ еп1сагуо11с рГОГеьпсог11п8 8епеа, Яс!епсе, 1980, 269, 1406. Жечтг.Г. Я. ТЬе рагЬччау оГ е~йагуог!с гпКХА Гогюайоп, Аппп. Кеч. ВюсЬегп., 1983, 52, 441. Вийи В. ег аб ЕхсЫоп оГ ап 1пгасг 1пггоп м а поче1!аг1аг а1гпсшге дппп8 рге-гпКХА ар11с1п8 !и чйго, Сей, 1984, 38, 317. Вбигр Р.А. Оп 1Ье об8!и оГ КХА ар1!с1п8 апс! ппгопв, Се!!, 1985, 42, 397.
Глава 40 Синтез белка и генетический код Дарил Греинер ВВЕДЕНИЕ Язык жизни — генетический код — основан на использовании алфавита, состоящего всего из четырех букв: А, О, Т и С. Эти буквы соответствуют нуклеотидам, найденным в ДНК. Они входят в состав трехбуквенных кодовых слов, называемых кодоиами.
Общий набор таких кодонов составляет генетический код. Последовательность серии кодонов, расположенных в цепи ДНК образует определенный ген, по которому как по матрице синтезируется молекула РНК. Большинство молекул РНК участвует в том нли ином этапе синтеза белков. Синтез белка состоит нз трех основных этапов: инициации, элонгации и терминации. Этот процесс во многом напоминает репликацию и транскрипцию ДНК и так же протекает в направлении 5'- 3'.
БИОМЕДИЦИНСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ До расшифровки генетического кода было невозможно понять механизм синтеза белка и обьяснить происхождение мутаций. Открытие генетического кода позволило ответить на вопрос о том, как связаны между собой дефекты определенных белков человека и наследственные заболевания. Кроме того, благодаря расшифровке генетического кода были созданы необходимые предпосылки для диагностики и лечения таких заболеваний. ИНФОРМАЦИОННЫИ ПОТОК Генетическая информация„закодированная в последовательности нуклеотидов ДНК, транскрибируется в ядре в специфические нуклеотидные последовательности молекул РНК.
Последовательность нуклеотидов в РНК-транскрипте комплементарна кодирующей цепи гена в соответствии с правилами образования кемплементарных пар оснований. У прокариот существует прямое соответствие между геном, матричной РНК (мРНК) и белковым продуктом. Сложнее ситуация в клетках высших эука- риот, где размер первичных РНК-транскриптов — гетерогенных ядерных РНК (гяРНК) — значительно превышает размер зрелых мРНК. Последовательности гяРНК содержат кодирующие области (экзоиы), из которых в дальнейшем образуются зрелые мРНК, и протяженные промежуточные иекодирующие последовательности (матроны), расположенные между экзонами.
В результате процес- синга гяРНК, происходящего в ядре клетки„интроны„часто составляющие большую часть гяРНК, удаляются. При так называемом сплайсинге экзоны соединяются между собой и образовавшаяся зрелая мРНК поступает в цитоплазму, где транслируется в белок. Клетки должны обладать специальными механизмами для точного, аккуратного и эффективного перевода последовательности мРНК в соответствующую последовательность аминокислот кодируемого белка. Для уяснения молекулярных основ этого процесса, названного трансляцией, недоставало расшифровки генетического кода.
Довольно скоро стало ясно, что молекулы мРНК сами по себе не обладают каким-либо сродством к аминокислотам, и потому трансляция нуклеотидной последовательности мРНК в белок требует наличия промежуточной адапторной молекулы. Эта молекула должна узнавать, с одной стороны, специфическую последовательность мРНК и, с другой — определенную аминокислоту.
С помощью такой молекулы клетка может направлять определенную аминокислоту в соответствующее, диктуемое нуклеотидной последовательностью мРНК, положение в молекуле синтезируемого белка. Функциональные группы аминокислот сами по себе не вступают в непосредственный контакт с мРНК-матрицей. КОДОНЫ И СИНТЕЗ БЕЛКА В нуклеотидиой последовательности молекулы мРНК представлены кодоны для каждой аминокислоты. В роли адапторов, транслирующих последовательность кодонов в аминокислотную последова- Сшипез белка и генетический код тельность белка, выступают молекулы транспортных РНК (тРНК).
Внутриклеточный компонент, в котором сходятся и взаимодействуют все элементы механизма трансляции белка, называется рнбосомой. Множество рибосом могут одновременно транслировать одну и ту же цепь мРНК, образуя так называемые полирибосомы (полнсомы). Шероховатый эндоплазматнческни ретикулум — это компартмент клетки, в котором мембраносвязанные полисомы продуцируют как мембранные белки, так и белки, подлежащие экскреции и транспорту.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
