В. Эллиот, Д. Эллиот - Биохимия и молекулярная биология (1128701), страница 26
Текст из файла (страница 26)
Зго!. 272 (2). Р. 38 — 45. (Аьчивносзь генов, копирующих белки, ре)улируегся многочисленными факторами транскрипции, каждый из которых может вклочать несколько белков.) 2иис//... Кем~/1егя />. С'ошпкл1 ()зешеь !п аььсгпб)у апг) !цпс(юп о/сп)гагуог!с (гапаспрпоп сопзр1ехеь К Аппп. Все. В!ос)зеш. !995.
хо!. 64. 533-.5б1. (1!одробньш обзор, посввшенный сборке 1ранскрипци- онных колшлексов зукариог.) ДН)х-связывающие белки — гистоны С'гллхгг/и б/ Ньмопеь ах гсрийиогх о/ репса // Вой Атег. 1992. Чо! 267(4). Р. 40-47. (В статье обсуждасз ся роды иснзнов в репрессии и ам гивации генов.) /.а Д., Ьа//пнй б /, Е/и/и 5 К. Нпс1еоьоше ромнопшг апг1 репе гсрп!апоп // 3. Сс1!. Вюсйсш. 1994. хо!. 55, Р.
)(3 92. (В статье обсуждается, каким образом н>клсосомы мо- гут выступать в качестве рспрсссоров транскрипции у эукариот.) Синтез, внутриклеточный транспорт глава 4' и деградация белков ~ ~ ~ з В предыдущей главе мы познакомились с процессом транскрипции гена, когорый приводит к образованиго мРНК. В .гтой |лаве мы обсудим процессы синтеза.
адресной досгавкн и нзбирагельной дс~разаиии белков. Вы узнаете, каким образом проислснзгзз процесс трансляции мРНК в белок. Волыни нство белков зукаригпической клетки сии гсзирусщя в пищплагме( га исклнзчением белков ми- Если в рс~ультате мутации стоп-сигнал появнгся в коздгзрующей области мРНК, белок-продукт данного гена образовываться нс будет. Если бы таких стон-гриплегов было больше (44й зо мугации, приводящие к ос гановке счггггеза белков, встречались бы гораздо чаще (впрочем, у бактерий стоп-мутации можно преодолевать путем мутаций супрессора, но на полз мы останаали- А — ОН С ~...........
Гибкое плечо ССА Аминокислоты при сливаются к концевого ннзклеотида сходные триплеты кодируют аминокислоты, обладаю- и шие сэру кгурным сходством: например, клифатические аминокислоты изолеицин и лейцин (см. с. 3(() имеют кодоны С(.'() (лсйцин) и А(Л((нзолсйцин). Благодаря этим со особенностям генетического кода многие мутации, при- 3 (зн водяшие к изменению лишь одного основания, час- алени зо ие влияют на структуру си|пезируемого белка (изменение СПП на С()С нс влияет на коднруемую аминокислоту — оба колона соответствукзт лейцину) или сопровождаготся заменой на аминокислоты со сходной структурой (и зменение П(;() на А()(,' приводит к— замешению лейцина на изолейцин). Изолейцин и лей- Петли, сформированные цни НаетОЛЬКО СХОЖИ ПО раЗЛЗЕру И ГндрОфОбНЫМ (:тсбпнаиттОСННИХ г и 1 Н Ы ч Ъ ","д ' '::г ' ':.' ': -:-':,;;,;:,; „Ш .сз: ч ~ав 1и ~ в иом иоасивсиии о~,~с ~ в1аи.
ао>сосно ю ва~ и и Л или (~ иа воиоис с( иви ~ чио и сои, исссин~павиос. обри в ваиис,иц ~сч рис "и 1:) ! Ыияи1с л,авив в и ~вива .впивв *- и ви 1и,к ~ас,св в раимсисиии Е~! и ~н с исиов:ис и иос и, ~ сиовииии авив~ иоиз ириво,и~си сача ~ы «сос, вив и в в;иас 1в.ооа и1ъ~он чав. с~ ~и,ии и ~с.'ови~сиьс~ 'сии, оиа сии~с~ ив~с~~в в и,в~! ав;внии С 1' О.вава ири ваи ичои йс~вии коров и иии: и и рисиииовсиис ~рииис!ов а~ 1 иивраивс иии.
спаривание с основаниями кодона, то 5пконец расположен справа (на рис. 22.3). '! аким образом, антикодон С(С(С будет взаимодейсз вовать с кодоиом как показано ниже; 3'Сбб 5' антикодон 5'бСС 3' кодон Механизм «качания» допускает неправильное спари ванне того же ангиколона: 3'Сбб 5' антикодон 5'6С0 3' кодаи соответствуюнзей тРНК может происходить двумя п1- гями; в олних случаях узнается аитнкодон, в друтих - несколько оснований в разных частях молекулы !!олная реакция, включающая А1Р в качестве исючника знеени, вы~ладит так. Аминокислота «тРНК + АТР е» «» Аминоацип-тРНК + РР, + АМР '.3тот процесс иве~да называют акзивацией амино кислоз.
Неорганический пирофосфат гидролизуется до Р, что обсспсчиваез протекание реакции слева направо От правильного аыбора синтстазами определенной амн '- -.,; с"' ", -". ", -':С, я )„Ф-"„»' а О й д О--.С--С вЂ” ((Н' дополнитсльнзай катал~зтический участок, спосоглзый ыщролизовать ошибочный аминоациладенилат.
В случае ошибочного аденилирования изолейцнн-специфичный фермент ~ идролпзует валил-АМР, в то время ьак изолейцил-А МР (возможно, из- ~а ~ ора здо больших размеров) в этот цен гр не входит. Такой механизм уменьшае1 ошибку присоединения и юлейцина до ) на 60 000 молекул. Другие аминоацилсинзетазы «вычизывакц свою корректурул аналогичным образом, гилролизуя ошибочные аминоацнл-зРНК. Гидролитичсский цегпр соответсгвук>шей аминоацилсинтетазы узнает гРНК, несущие аминокислоты меиынего размера (цо сравненинэ с правильным субстратом) или похожего размера, но солсржащис другие боковые группы. Например, размеры треонпна и валина схожи, однако 1ндро,ппический цензр специфичного для валина фермента преимутцсственно связглвает гидрофпльнукэ ОН группу треонина, а не ~ идрофобную СН,нруппу валина. Двоиная избирательность преимущественное связывание правильной аминокислоты с зР()К и преилзущественный ~ пдролиз аминоацил-тРНК, содержащих неправильную аминокисоту, — уменьшает ошибку до ) молекулы на несколько тысяч.
Не все аминоацил-з РНК-сиьпетазы Из-за внутреннего спаривания оснований рРНК прелсгавляе1 собой сильно скрученные компак1ные структуры. Схема на рис 225 поможет предстаяить сложную форму одной из молекул РНК рибосомы Е. сой. )то ) 6Б рРНК мгшой субчаст1зцьь Большая субчас з ица имеет две различные рРНК, оседакзщие при 23Б и 5Б С рРНК ассоциированы многочислсннью белки, в результате чего образуются плотные частицы; 34 белка входяз в состав большой субчастицы и 2! в состав малой. Когла речь идет об очень больших струк гурах, таких как рибосомы, их размеры оценивакл по скоросз и седименгации (оседания) при ультрацентрифугировании, выраженной в ж)юпщпл Гкедбергзг (Ьзжймтд), которые кодонов. В конце мРН К рибосома встречает стоп-кодов.
в этой точке белок высвобзождае~ся, рибосома гпсоединяется и диссоциируег па субчастицы. Обра.гите внимание, что кособгях» рибосом нез. В данной клетке любая рнбосома може ~ использовгп ь любую мРНК, как пленер может использовать любзую записанную ленту, ограничения сущесзвукп у рибосом митохондрий и хлоропластов, которые отличакнся от цизоплазмщ ичсских рибосом (см. с.
296). Но ззо только принцип. г(ля понимания процесса нам необходимо осз ановгп ься на деталях. В ходе синтеза белковой молекулы можно выдели ~ь зри стадии: инициацию, ззпззз ацню и з'ерминацииз выполнять функции белка, отооранного миллионами лет эволюции и закодированного в данном гене. 1)бщая схема синтеза белка и участвук|ших в нем компонентов в основном применима к про- и эукариотам, однако существуют значнтсльныс различия в реальных л1ехаиизмах, поэтому мы расськмрим их отдельно.
Начнем с прокариот. Инициация трансляции у Е. соИ Как уже гп мсчалось, перед стартовой точкой в УРН К есз ь иоследозвательиость, распшюженная с 5чконца пепи, которунз определяет рибосома. Раз инициация не начи- Что же определяет разли|ные функцгш двух специфичных в отношение мстионина тРНК" .Ннициагорная амнноацил-тр11К имеет струкзурныс особенноспн, которые распознакпся ининиагорным белком.
или факгором инициации 1Г2, доставлякпцим иници:порную аминоацил-тРНК к формируюгцемуся инициатор- ному комплсксь. Лчнноапил-тРНК. участвующая в шонгацни, распознаез лругой питоплазмаз.нчсский фактор, который и поставляет их к рибосомс; он не связывается с инициагорной тРНК. У К гой л|етионин, присоединяемый к иннин;парной тРНК, подвсргасгся формнзшрованию по Г4нзчруппе. '.1тот процесс кагализируег зрансформилаза, исшззьзукпцая 1Спсфо1зыг1лгеграгил- (Е ! и (Г2. Эзи белковыефакюры связывак|тся с 3()б суочастицами, участвунзт в процессе инициации и освобождаклся в цитоплазму, побы функционировать нновь в новом раунде инициации Функция (Р! неизвестна. а!Р2 необходим для связывания ГМе(-г!'НК,ых'.
мРНК, ()х(е(-зр((К,м"' и СЛ'Р образукл комплекс с )08 суп |астнцей, а )Г3 высвобождается в цитоплазму. Как показано на рис 22.'|, б, в л|РНК существует последовательность оснований. известная как последовазельность (Иайна-Даль|арно. козорая комплемензарна участку )Об рРЕ!К. При их связывании мРНК должным образоы распола|ается на к|алой суб исыше рпбосомы, тРНК подходит к Р-участку субчастицы, а ее После высвобождения (РЗ |тот комплекс соединяется с 5()К субчас гиней, что сопровождается п|дролизом ПТР н высвобождением Ы)Р и Рс а также (! ! и (! 2 (см рис 22.(().
Теперь мы имеем полнун| 7()б рибосому с л|РНК, расположенной в !'-учас|ке с Ме(-|РНК, (аншкодон которой синрен с пнициаторным кодоном ЛНП) и свободным Л-учасз ком, ожидающим поставки в|о(зпй аминокислоты соогвезствукицей тРНК. Инициация завершена. Частично сформированные участки Некоторые бактериальные УРН К . полицист(хзнньп например (ас мРН К.
Н а одной молекуле мРН К находятся три гяьзасш,кодируккциеб рами нных белка. Б.пой скпуации кажлая кодируюгдая область соседсзвуег с последоватсльностю !Пайна-Дальпгрно, и в каждом случас инициация трансляции происходгп независимо (рис 2291. Иннцнаторныс кодоны Аеб АГ( Последовательности Шайка-Дальгарно Механизм элонгации Начнем с инициаюриого комплекса, приведенного на рис. 22.1(й и. В ззоы комплексе есть 1Ме(-тРй!К,мн в Р-участке и свободныи А-учасгок Только в процессе инициации Р-участок принимает гРНК, нагружеинунз аминокислозой Н-формилметионнном; все последуюгцие алзиноацил-тРНК посзупакж в А-участок. Аминоацил-тРНК (отличные от инициаторных( обра ~унзз.
комплекс с фактором знои~алии 1:! -Тц, связаннгам с молекулой НТР. Комплекс ЕЕ-Ти-6ТР-ачиноацгпнтРНК связывается с рибосомой таким образом, что ал1иноацил- тРНК занимает А-участок, а ее ан ~ иколон распола~ астся ЕЕ-Тц-С)ТР не связывается с !Мог-т!гр!К, (ипициаторной тРНК), а взаилюдействуст только с амипоацил-гРНК, участвуюгцими в злонгации.'!аким образоль инициация и твонгация осуществляются раздельно. Кониезпрации !зр-То в клетках Е сей впо,ше досз почна для связывания всех амин<яцил-тРНК На рибосоме ЕГ-Тц, обладаюгцпй ()ТРазно(з акзивиостью, гпдролизуе~ связанную кюлскулу С)ТР до НОР и 1'с высвобождая последний.
".)то служит сигналом для отделения Е! -Тц от аминоацил-тРНК, по-вилимому, вследствие аллосзерических изменсни!П а ЕЕ-Тц-С)1)Р покиззиег рибосому для регенерации в ходе обмена НОР-С! ГР в иизоплазме (рис. 22. !О, к). Лхзиноацильные группы на двух мо- на рибосоме два участка (рис. 22. ! ! ). После освобожлсния от пе~ззилильной группы зРНК занимает учаспки Р и Е (от ан ~ л. ехгг — выход); антикодоноаый конец молекулы по-прежнему находится в Р-учаспе, но другои коиси— уже в Е-участке. Анвлгя ично мому тРНК, расла:южсииах в Л-учасгке (и несущая пепззы), занихзае~ А и Р-участки. Обе модели основаны на наблкздении, гго тРНК занимаюг учасзок Рг!' и А Е на рибосоме.
С'озласно лкь дели 1, АЛ-тРНК раскачивается для жяо, цобы сделать шаг, модель Н предусмсприваез формирование на рибосоме ~ибридных участков. Предполагается, что спи~с~ происмздит таким обраюм, что пептид всегзза остаезсх в олпом положении опюсительно болыпон субчасюцы С'огласно альтернативной людели !1, лвижется боль>вал субчасзица рибосомы, а лзалая остас>ся неподвижной. ')го нрнволит к образоваинк> гибридных центров связывания Р>1: и Л>Р, Носле лепгилилтрансфсразной реакции гибридные участки оказыаакнся занятыми (см. рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
