Lenindzher Основы биохимии т.3 (1128697), страница 56
Текст из файла (страница 56)
тРНК, несущая ннициирующую аминокислоту, нзаимодействует по принципу комплементарности с находящимся в составе МРНК особым трнплетом, или кодоном, который сигнализирует о начале полипептндной цепи. гл. 29. сиитиз ьвлкя и иго внгъляция 929 Осуществлению этого процесса, который требует участия гуанозинтрифосфата (ОТР), способствуют три специфических белка, присутствующие в цитоэоле и называемые факторами инициации.
в. Этан 3: элонгация Далее полипептидная цепь удлиняется за счет последовательного ковалентного присоединения аминокислот, каждая из которых доставляется к рибосоме и встраивается в определенное положение с помощью соответствующей тРНК, образующей комплементарные пары с отвечающим ей кодоном в мРНК. Элонгация осуществляется при помощи белков цнтозоля, называемых факторами элоигации. Для связывания каждой поступающей аминоацил-тРНК и для перемещения рибосомы вдоль мРНК на один кодаи, т.е.
для удлинения растущего полипептнда на одно звено, затрачивается энергия, получаемая при гидролизе двух молекул ОТР. г. Этан 4: термииация и высвобождение После завершения синтеза полипептидной цепи, о котором си~нализирует терминируюи)ий кодом мРНК, происходит высвобождение полипептида из рибосомы при участии особых «рилизингвфакторов (от англ. ге1еаяе — высвобождать), или факторов термннации. д. Этан 5: сворачивание надинентиднай цени и нроцессинг Чтобы принять свою нативную биологически активную форму (разд. 8.1), полипептид должен свернуп ся, образуя прв этом опрелелепную пространственную конфигурацию. До или после сворачивания новосинтезироваиный полипептид может претерпевать про цессинг, осуществляемый ферментами и заключаюпшйся в удалении инициирующих аминокислот, в отшеплеиии лишних амииокислотных остатков, во введении в определенные аминокислотные остатки фосфатных, метильных, карбоксильных и других групп, а также в присоединении олигосахаридов илв простетических групп.
Рассмотрим теперь более подробно каждый из этих этапов. 29З. Для активиции аминокислот необходимы тРНК Для того чтобы понять, каким образом тРНК выполняют роль адапторов при переводе с языка нуклеиновых кислот на язык белков, нам следует сначала познакомиться с их структурой.
тРНК представляют собой сравнительно небольшие одноцепочечные молекулы. тРНК бактерий и внемитохондрнального цитозоля зукариот состоят из 73-93 нуклеотидов, что соответствует мол. массе 24 000 — 31 000. (Митохондрии содержат особые тРНК несколько меньшего размера.) Каждой аминокислоте соответствует хотя бы одна тРНК; некоторым аминокислотам соответствуют две или большее число специфических тРНК. Чтобы распознать все аминокислотные кодоны, требуется по меныцей мере 32 тРНК (разд.
29.20), однако в некоторых клетках присутствует намного больше разных вариантов тРНК. Многие тРНК выделены в гомогенном виде. В 19б5 г. после нескольких лет работы Роберт У.Холли и его сотрудники из Корнелльского университета установили полную нуклеотидную последовательность аланиновой тРНК дрохокей. Эта тРНК, ставшая самой первой нуклеиновой кислотой, которую удалось полностью секвенировать, содержит 7б нуклеотидных остатков, в том числе 10 модифипированных. Ее полная нуклеотидная последовательность приведена на рис. 29-3.
С тех пор была установлена нуклеотидная последовательность для десятков других тРНК, выделенных из разных аидов организмов и обладакицих разной аминокислот ной специфичностью; при их сравнении удалось выявить много общих черт, характерных для структуры тРНК. Во всех тРНК 8 или больше нуклеотидов содержат необычные, модифицированные основания, многие из которых представляют собой метилированные производные главных 930 ЧАСТЬ 1К МЕХАНИЗМЪ| ПЕРЕДАЧИ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ь 3" с — ь Ц мз с ь' ° го — с 2 †)г — о ! с "с о с ья.-с-с-с-с с л-с-с-с-ежи у-с-с-с-с.
я с с с с с ".„„~Г" „4 Рис 29-2. Нуклеотплная посзждоввтельность дрожжевой аланиновой тРНК, определеннак Холли и его сотрудниками и изображенная в форме клеверного листа. В лололнение к А. С. 11 и С использованы следующие символм для модифндироввниых нуклеозндов. ф — псевло- урилин, 1-инозин, Т-риботнмидии, ОНИ -аб- лигилроурндин, ю'1 1-мегилииозин, ю'С-1-мв- тилгуанозин, щзС -Нз-диметилгуанозин. Мо- Лифипированные «уклеозиды даны на красном фоне. Крисные линии между параллельными участками молекулы обозначают комплемен- тариые пары оснований.
Антиколон обладает способностью «узнавать» аланиновые кодоны в мРНК. Другие особенности структуры тРНК отмечены в тексте и на рис. 29-4. В РНК С может образовывать пары н с С, и с 11, хата пара Сг-Ц не тек стабильна, ккк уотсон-кри- ковскав нара Сг-С. оснований. В большинстве тРНК на 5'-копне находится остаток гуаниловой кислоты (рСт), а на 3'-конов всех тРНК присутствует тринуклеотидная последовательность — С вЂ” С вЂ” А (3'). Если изобразить структурную формулу тРНК в таком виде, чтобы число внугримолекулярных комплементарных пар (т.е. А — Н, Π— С н 0 — Щ было максимальным, то такая формула будет иметь вил иклеверного листа».
В иклеверном листе» различают четыре ветви; более длинные тРНК содержат, кроме того, короткую пятую, или дополнительную, ветвь (рис. 29-3 и 29-4). Две из зтик ветвей непосредственно участвуют в функ- Рис. 29.4. Обобщенная вторичная структура, харакюрная лля всех тРНК Если изобразить структурные формулы тРНК с учетом принпи- па образования мвксимюгьного числа внутри- молекулярных пар, то для всек тРНК они при- нимают форму клеверного листа.
Черные круж- ки нв остове молекулы обозначают нуклеозил- ные Остатки, а красные винни проведены между комплементарными основаниями. Положения, занимаемые во всех тРНК одними и теми же основаниями, вьпгелены кресным фоном. Разме- ры тРНК варьируют от 72 ло 92 нуклеотндов. Добавочные нуклеотнлы встречаются в допол- нительной и дигидроурилиловой ветвях. На верщине антююдоновой ветви рааголожена ан- тикодоиовая петля. котораа ж:егла содержит семь неспареннык нуклеотвюв. В состав лигид- роурилиловой ветви обычно вколит до трех остатков ПН~/. В некоторых тРНК дигидроуридиловая ветвь состоит всего нз трех лар оснований, соелинен- ных водородными связями.
Обозначения; Ро ° пуриновый нуклеозил, Ру - пиримидиновый нук- леозид, ф -псевдоуридин. О' — гуанозин или т- О-метилгуанозин, Т-рнботимилин, ОНИ - ди- гидроурндин. ционировании тРНК в качестве адаптора. ллненнгорная ветвь присоединяет специфическую аминокислоту (АК), карбоксильиая группа которой эфирной связью прикрепляется к 2С или 3'-гндроксильной группе 3'-концевого остатка А в тРНК.
Аннзикодоновал вепзвь содержит аногннодон, т.е. специфический триплет нуклеотидов, который комплементарен в антипараллельном направлении со- ГЛ. 29. СИНТЕЗ БЕЛКА И ЕГО РЕГУЛЯЦИЯ 931 О н н х (с с с Н О н с н М с — н Сеь I Н Х О ы с — н ( Нов Ииозин Дигидроуридин 1-метилгуянозин ОН ОН Псецпоурюин тес.яетеь (покюяня серым цзетам( к,„,ец Ак пеппе т теряяя зетяь .конец Лигиюроуридяяонея еетеь (астетки 10-251 Аитикоданоеяя ветвь (пекине красным цяето Рис. 29-5. Некоторые из необычных или моли- фипироиянных нуклеозилое, обнаруженных и тРНК. ответствуюшему триплету (колону) мРНК и может образовывать с ннм пары оснований.
Каждая тРНК имеет свой особый антнкодон. Две ее другие главные ветви-дигидроурыдилобая пензии,которая солержнт необычный нуклеозид лигилроуридин, и ТЧ'С-ветвь; в последней находятся нуклеозид риботимидин Щ, как правило, не присутствующий в РНК, и нуклеозид псевдоуридин (ЧЧ, а котором основание и пентоза соединены необычной углерод-углеродной связью (рис.
29-э(. Дрожжевая фенилвланиновая тРНК была получена в кристаллическом виде н подвергнута рентгеноструктурному анализу, который подтвердил, что в тРНК соблюдается принцип максимального внутримолекулярного спаривания оснований при помощи водородных связей. Однако трехмерная структура тРНК напоминает скорее перевернутую латинскую букву у, нежели клеверный лист (рис.
29-61. В дополнение к водородным связям между парами оснований в поддержании третнчной структуры тРНК принимают участие и водородные связи другого рода Поскольку спаривание оснований в РНК осуществляется не столь строго, как в ДНК, спаренным участкам тРНК не свойственна строгая регулярность, поэтому структура тРНК в отличие от лвойной спирали ДНК не имеет формы жесткой палки и характеризуется значительной гибкостью.
Рассмотрим теперь, как к молекуле Рип 29-б. Трехмерная структури лрожнееод фенилялянинояох тРНК, установленная мета- пом ренттеноструктурнога анализа с рязреюе- иием 3 А. Они напоминает перевернутую л»- тинскую букву 1 [Из работы Кима и др., башке, 165, 436 (1974П тРНК с помошью фермента присоеди- няется специфическая аминокислота.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
