Д.Г. Кнорре, С.Д. Мызина - Биологическая химия (1128707), страница 49
Текст из файла (страница 49)
В тех преобладающих случаях, когда Х-концевая аминокислота зрелого белка отличается от метионина, последний удаляется в ходе пронесся "га синтезируемого полипептида. При этом в стадии инициации участвует специальная метиониновая тРНК, которая называется инициаторной и обозна- эаа амин ноацильный остаток структурным элементом, необходимым для ее отбора инфо формационной РНК, — антикодоном. В простейших случаях взаимодействие кодона с антикодоном происходит путем гем образования трех канонических пар гетероциклов. Например, специфичные к м мегионину тРНК имеют антикодон Ср»р0, комплементарный метиониновому кадшеу Ар0р6 (АСС, см.
табл. 5.1). Антикодон, специфичный к фенилаланину, им еег структуру СарАРА (символ в справа от С означает метилирование 2'-оксигруп уппы), комплементарную фенилаланиновому кодону ОрОРС. Однако в большом числе случаев соответствие между третьим нуклеотидом кодона и первым нуклеотвдом антикодона имеет более сложный характер. Например, одна и та же фенилаланиновая тРНК опознается обоими кодонами — и полностью комплементарвым Ор0рС и не полностью комплементарным ОрОр0.
Некоторые тРНК, специфичные к аминокислотам, кодируемым тремя и более кодонами, содержат в первом наложении антикодона инозин. Такие тРНК могут взаимодействовать сразу с тремя кодонами, имеющими в третьем положении уридин, цитидин или аденоэнн. Например, специфичная к валину тРНК из дрожжей имеет антикодон 1р»рС (1 — инозин) и взаимодействует с кодонами Ср0р0, Ср0рС и СрСрА. Структуры соответствующих пар гетероциклов приведены ниже: Ме1 чается СИЛА, . Наряду с ней у всех живых организмов существуег другая специ фичная к мегионину тРНК, элонгаторная ЯЛА .
У прокариот мегиониа Ме! е связанный с инициаторной тРНК, формилируется по О-аминогруппе по реакции Нес — сНЛА, + Л10 — СНΠ— ТНР— ь СНΠ— Не1 — СИЛА, + ТНт !'7.9) МеС Мес катализируемой лзептионил-тРНК форжилтрансферазой 1ТНу-тетрагидрофолат, си 1 4.2), Реакцию инициации синтеза пОЛИПЕптиднай ЦЕпи мОжНО записать в виде. г-~НСО-О-АННА","+ ННЗСНйзСО-О-Ейыд!т! Нтснтиснз г-УНСО-ННСННЗСО-О-Сйнд!З!+ Сйцд"; СНтСНЗОСНЗ (2 = ЛН' — или СНО-ФП$ — ).
Терминация, как уже говорилось в э 5.2, происходит на специальных кодонзхтерминаторах ОРАРА, СРАРС и ОРСРА. Когда в участок, на котором на рибосоме проходит отбор мономера, попадает такой кодон, связывания какой-либо амииоацил-тРНК ве происходит и синтез полипептидной цепи прекращается. При этои проходит гидролиз сложноэфирной связи, соединяющей синтезированный полипептид с кРИК, т. е. освобождение полипептида. Каждая молекула информационной РНК (мРНК) помимо полирибонуклеотидной последовательности, программирующей некоторую последовательность аминокислот, содержит дополнительные нетранслируемые области как с 3' —, так и с 5 '-конца.
У прокариотических мРНК непосредственно перед инициаторным кодоном находится специальная олигопуриновая последовательность из шести нукл~ отидов, комплементарная 3'-концевому фрагменту рибосомной РНК малой субъединицы (последовательность Шайна — Дельгарно). Образование комплекса между этими олигорибонуклеотидными фрагментами играет важную роль в обеспечении фиксации инициаторного кодона в декодирующем участке активного центра рибосомы.
У многих эукариотических мРНК на 5'-конце имеется специфическая структура, называемая капом (от англ. сар — шапочка). Типичная структура кэпа имеет вид сн, +1 ,о ( 01) О н-с н-н О Р / ОН ОН о ь о- н=/ О ОСН, На 3'-конце многих эукариоти- и 1в цеских мРНК имеется довольно протяженный фрагмент, состоящий только из остатков адениловой кислоты. Этот поли (А)- Р 16 фрагмент не входит в состав Иа первичного транскрипта, т. е.
не д Запрограммирован непосредственно в гене, а присоединяется с помощью специального фермента — полииуклеоптид адеиилидтраисферазы (КФ е 2.7.7,19). Общие сведения о строении 1я ! Рибосом приведены в Э 3.8. В Г йь процессе трансляции рибосомы должны одновременно взаимодействовать с мРНК и двумя й!в 1Пб Ю а молекулами тРНК, одна из Рис. 55.
('кг мя цикця элоигяции нри био< иитезн бецкоторых несет на 3 '-конц, „'я,иб„'г„„. пептидныи фрагмент, а другая— ! — отбор янннояцил-гРНК; 3 — обрязояяннг пептиднон Участки ььнзн; 3 — тряньпокяцнн; !я, !б — ияпян н бояьцин губьрнбосомы, иа которых связы- единицы ! нбосоь~ьк!! — црнк (стреляя укя.ккяяот няпряьвавтгся эти тРНК, соответствен- ление от бр- к 3-концу); !!Ь, Шб, Шь — тРНК, яиино: ция- ИО НаЗЫВаЮт Р-уЧаетКОМ И А- 1П'к~иди"-ГР!!К'"" !'-Дг И !'-'"'" участком 1или Р-сайтом и А-сайтом от англ. ЗАЗе — место). Многочисленные данные свидетельствуют, что в обоих участках тРНК связаны с соответствующими иодонами.
Область рибосомы, с которой в А-участке взаимодействуют прочитываемый кодон и антикодон отбираемой им аминоацил-тРНК, называют участ вом декодирования. После отбора аминоацил-тРНК происходит перенос пептидного фрагмента на а аминогруппу аминоацил-тРНК.
Участок рибосомы, на котоРом происходит этот процесс и который, следовательно, содержит каталитический центр 'для переноса пептида, называется пептидилтрансферазным участком. Поскольку, как следует из пространственной структуры тРНК (см. Рис. 29), расстояние между 3 '-концом тРНК и антикодоновой петлей порядка 8 нм, пептидилтрансферазный и декодирующий участки на рибосоме удалены друг от друга. Известно, что они вообще находятся на разных субъединицах рибосом: декодирующий — на малой, а пептидилтрансферазный — на большой субъединице. Молекулы тРНК располагаются на рибосоме таким образом, что ~~аимодействуют с обеими субъединицами, причем на больпюй субъединице в Районе пептидилтрансферазного центра сближены их 3'-концевые СРСРА фрагменты, а на малой субъединице вблизи декодирующего участка — их антикодоновые петли.
После переноса пептидного остатка аминоацил-тРНК, находягцаяся в А-участтзревращается в пептидил-тРНК. В соответствии с общей схемой матричногО биосии за за з,м должна следова„,ран,окация, перемещающ ее в Р-участок и освобождающая А-участок для отбора следующей аминоацил-тРНК. Вмес- те с пептидил-тРНК должен переместиться и связанный с ней кодои.
С„е 'хека цикла элоигации с учетом всего сказанного приведена на рис. 55. В системе, состоящей из рибосом, мРНК и набора аминоацил гРНК, мон идти процесс трансляции, т.е. синтезироваться полипептид с последовател ель постыл аминокислот, соответствующей последовательности кодонов мРНК. Одв днако в столь упрощенной системе синтез идет медленно и весьма чувствителен вн действию различных неблагоприятных факторов. Реально в клетках в синтеи белка на стадии элонгации участвуют два дополнительных белка, не входящих н состав рибосомы и называемых факторами элоинауии.
В общем случае их обоза звь чают как ЕГ-1 и ЕГ-2 (е1оваас1ов Тассога 1 и 2). Для прокариотических факторов элонгации сохранились первоначально вм. денные обозначения фактор Тк и фактор 6. Еà — 1 в комплексе с ГТФ связывмт любые молекулы аминоацил-тРНК, кроме Нес — сНН1' (последняя взаимодейству. Мсс ! ет аналогичным образом с одним из факторов, участвующих в инициации, кота. рые в этом курсе не рассматриваются). Отбору в этом случае подвергается кн свободная аминоацил-тРНК, а связанная в тройной комплекс ЕГ -1 РРР-Сво НН'СНН,СН-~) — ЯНА'о.
В таком виде происходит первичный отбор аминоацил-тРНК с участием кодона мРНК. В результате взаимодействии ЕГ-1 с рибосомой в нем активируется присущаи ему ГТФазнаи активность и происходкт гидролиз (Н вЂ” Т-пирофосфатной связи в ГТФ. Образующийся комплекс ЕГ- 1 ° РР-Сио теряет сродство к рибосоме и диссоциируег.
Только после этого амико. ацил-тРНК окаэываетгя в А-участке рибосомы в таком положении, что способкн принять пептидный остаток от пептидил-тРНК, расположенной в Р-участке. Таким образом, стадия 1 на схеме, представленной на рис. 55, складывается кн трех главных этапов — отбора тройного комплекса, гидролиза ГТФ до ГДФ к ортофосфата и диссоциации комплекса ЕГ-1 РР-Ско. После замены ГДФ на ГТФ фактор ЕГ-1 РРР— Ско может связаться с новой молекулой аминоацил-тРНК к опять включиться в цикл элонгации.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
