Д.Г. Кнорре, С.Д. Мызина - Биологическая химия (1128707), страница 50
Текст из файла (страница 50)
В замене ГДФ на ГТФ принимает участию еще один белковый фактор, который в случае прокариот известен как фактор Ер Тв. Комплекс ЕГ-Тв РР— Сво весьма прочен, и ГДФ вытесняется только при взэкмодействии с ЕГ-Тв: ЕГ-Тв РР-Сво + ЕГ-Та — + ЕГ-Тв Еà — Та + РР-Сво За этим следует процесс ЕГ-Тк Еà — Тк + РРР— Сво — н ЕГ-Тв.РРР-Сво + ЕГ-Тв После освобождения рибосомы от фактора ЕГ-1 следует перенос пептидвою остатка, т.
е, образование новой пептидной связи, по-видимому, не требуюпнк" непосредственного участия факторов элоганции. Но для последующей эффектик ности транслокации необходим сходный процесс, протекаюший с участием факгг ра ЕГ-2. Комплекс ЕГ-2 РРР-Сво связывается с рибосомой, содержащей пептидкк тРНК в А-участке, в результате чего происходит транслокация пептидил-тРНК" прочитанного кодона в Р-участок и освобождение А — участка. Эа транслокацкс~ следует гидролиз ГТФ до ГДФ и ортофосфата и диссоциация второго фактор элонгации. Таким образом, стадия 3 схемы, представленной на рис. 55, така 192 „ладывается из трех главных этапов — связывания комплекса ЕГ-2 РРР— Сво, криводящего к траислокации, гидролиза 1 ГФ и удаления фактора с рибосомы. Рибосомы, как и РНК-полимеразы, являются точками приложения действия ряда антибиотиков, в том числе таких широко используемых в медицинской врактике как стрептомицин, хлорамфеникол и тетрациквин, структуры которых криведены в з 2.5.
Бактерицидное действие первых двух связано с их способ- костью специфично взаимодействовать только с прокариотическими рибосомами. Стрептомиции связывается с малой субъединицей, хлорамфеникол — с большой ,убъединицей вблизи пептидилтрансферазного центра рибосомы, подавляя тем самым биосинтез белков у бактерий и не затрагивая биосинтез зараженного человека или животного.
Тетрациклин обладаег способностью взаимодействовать с иклыми субъединицами в А-участках как прокариотических, так и эукариотических рибосом. Этим он препятствует отбору аминоацил-тРНК в А-участке и блокирует белковый синтез. Однако клеточные мембраны животных для него непрсь. кнцаемы, и при введении его в живой организм избирательно подавляется именво биосинтез у бактерий. 5.7. ОСОБЫЕ СЛУЧАИ РЕПЛИКАЦИИ И ТРАНСКРИПЦИИ У ВИРУСОВ Молекулярные события, лежащие в основе репликации и транскрипции в клетках прокариот и эукариот, в своих главных чертах достаточно однотипны.
Значительно более разнообразны варианты протекания этих процессов при воспроизводстве генетического материала вирусов. В данном параграфе рассматриваются некоторые наиболее существенные и широко представленные в мире вирусов особые пути протекания матричного биосинтеза нуклеиновых кислот. Вследствне самой природы вирусов эти процессы протекают в клетках хозяина, инфицированных вирусами. Ряд специфических особенностей наблюдается даже у вирусов, генетический материал которых, как и у клеток, представлен двунитевой ДНК. Например, у нденовирусов — возбудителей широкого спектра заболеваний у человека и животвых — инициация репликации не требует создании РНК-праймера.
Зрелая частица (аирион) аденовируса содержит на 5 -концах каждой из цепей двунитевой вирусной ДНК специальный белок, который фосфодиэфирной связью через "идроксигруппу одного из остатков серина связан с 5'-концевым остатком дезоксицитидин-5'~росфата (дЦМФ), Этот белок синтезируегся в инфицированных клетках по программе, заложенной в вирусной дНК. Новосинтезированные молекулы белка присоединяют дЦМФ и связываются с 3 '-концом одной из материнских цепей вирусной дНК, причем дцМФ взаимодействуег с 3'-концевым остат"ом дГМФ этой цепи. В таком виде остаток дЦМФ выступает в роли праймера длв ситнеза новой дочерней цепи.
Благодаря этому вся цепь синтезируется в един прием, образования фрагментов Окаэаки не требуется, и дНК-лигаза в ~задании новых молекул вирусной ДНК не участвует. Одновременно или с некоторым запозданием совершенно аналогичный процесс может начаться на второй материнской нити.
Схема репликации аденовирусной ДНК представлена на Рис. 56, Особенно много нетрадиционных процессов связано с воспроизводством вирусов, в вирионы которых в качестве генетического материала содержат либо кольцевую одиоиитевую ДНК, либо одно- или двунитевую РНК. 193 5 ® — РС 3'НО бр ® рб — он 3' Ср — ® й' ! рб — ОН Ср — ® Др рс-ОН ® РС Рб — ОН Ср-® О-" НО-бр ®-РС Рб -ОН а- Ср-ДР Ср-® Н: О-" НО-бр рб — ОН СР ® ®-РС, рб-ОН Ср ® Риа. 56.
Схема рвпликчции ДН К здвиавирусв: ! — абрвзаввиив каыплекав яиживй ывтврвиакай цепи а белком Р, кеаушлы фрыыеит ныф (рс); у — аиихш дочеРней цепи ив ывтрипв нижней папи; ! — абрвзаввпв каыплакав верхней цвпи а Р-рС и явчвла элаяпшвв дачвриай ДНК ив вврхиай цепи.„4 — звварпвиив рвпввквции ялливй цвпи Для вирусов, вирионы которых содержат однонитевую ДНК, первой стадией Репликации является синтез в инфицированной клетке комплиментарной цепи, т.е. образование двуннтевой реилииапхивиай фаризы ДНК. При этом цепь ДНК, входящая в вирион, называется плюс-цепью, а создаваемая на ней, как на матрице, комилементарншл ДНК - минус-цепью.
Инициация н элонгация синтеза минус-цепи идут с участием ферментов клеток хозяина. Механизмы инициации достаточно разнообразны. Например, при синтезе минус-цепи ДНК фага ФХ 174 э инициации участвует сложный комплекс белков, включающий праймазу. ДНК фага М13 имеет специальную шпильку, стебель которой работает как полноцен ный двунитевой фрагмент по отношению к РНК-полимеразе клетки.
Поэтому затравка образуется с помощью хозяйской РНК-полимеразы. После завершении инициации и пяботч «ипхочяалтя ЛНК-зятя«ы«««ч«111 которая ведет основную часть зхонгации минус-цепи, Когда роцесс близок к завершению '4 синтезированный продукт месте с плюс-цепью образует эунитевую структуру с небашьшой брешью в минуснити, последняя застраивается 3! а участием ДНК-полимеразы 1, Этот же фермент, используя Р свою 5 '-3 '-экзонуилеазную витивность, вытесняет рибонукпеотидные фрагменты, сохра- т4 иившиеся со времени образования праймера Процесс Рис, 57.
Схема образования репликативпай формы заэершавгся действием ДНК фага, содержащего с зрелом вирусе адпапитевую ДНК-лигазы, которая превра- Д" К: щает минус-цепь в замкнутую ! — образование Рнк-првйыарв (жкрквя линия); 2 — элакгвкольцевую молекулу (рис. 57), ция минус-цепи Днк-паляыарвзай ш; э — зватрайкв аатвв- .шейся бреши ДНК-палимврвзай ! к вытеснение рибаалкгы Получен д у Пол чинная двунитевая струк- ' куклватидкага фрагмента в реэультвтв 5 чэ -экзакуклаээтура называется реплика най вктквкастк; 4 — ликвидация разрыва в минус-цепи с пативной формОй 1 (йл'-1). Эта ыащью ДНК-лигвзы; ОН вЂ” э -концевая гидракскгруппв; Р— деуинтЕВая ДНК МОжЕт СЛУ- 5 -конЦеваЯ фаафамакаэфиРпвл гРУппа жить матрицей для РНК-полимеразы хозяина, т.е.
программировать синтез характерных для вируса мРНК, а с помощью последних - набора вирусных белков: структурных, т. е. входящих в состав ви риони, и неструктурных, иеобходимых на разных этапах функционирования вируса внутри клетки, в том числе для сборки зрелых вирусных частиц. На минус-цепи, как на матрице, начинается производство новых плюс-цепей. Виачале они преимущественно используются для создания новых реплнкативных структур, Затем, по мере накопления в клетке структурных белков бактериофага, иа плюс-цепях начинают формироваться новые фиговые частицы. Механизм репликацнн, используемый для производства плюс-цепей, также ивтрвдиционен.
Процесс происходит по схеме, получившей название катящегося ииьца (рис. 58). Процесс начинастси с обрюозэнии в определенной точке в составе КР-1 плюс- цепи гидролитического разрыва, приводящего к появлению свободной 3'-гидрсксигруппы и,соответственнсуб'-концевой фосфомоноэфириой группы. У бактеРиофага РХ 174, механизм репликации которого изучен наиболее полно, разрыв происходит под действием специального, программируемого фиговой дНК белка, известного как белок А.
Разрывы, подобные тому, который образуется при действии на реиогикативную ДНК белка А, часто фигурируют в литературе под наэваиием Сник> (от англ. в(с)т — щель, надрез).Двунитевая кольцевая ДНК с ником в плюс-цепи называется репликативной формой П или ВГ-11. Появившаяся гидро-' "с"группа играет роль праймера, с которою начинается процесс элонгации. Та"вя элонгация по своей сути означает синтез новой плюс-цепи, ковалентно связанной с.исходной. По мере синтеза новой цепи исходная цепь вытесняется из двунитевой струк- ттг«....
-.,--.=..- .......... - г «я««встает. Задачи тпа а основание которо, вместе с 3 '-концом расу щей по ину лео идной цепи вращается (катите„) вокруг кольцевой минус цепи К моменту, когд„ будет завершен полный оборот вокруг минус це пи, выступазощая будет по первичной структуре полностью соответствовать ДНК вириона. На этом этапе при участии белка А происходит отщепление этой цепи с Рис. 58.
Схема репликации по способ ос у катящегося коль- замыканием ее в кольцевую молекулу. Одновре- 1 — ре и они е~ж~~шаноя фор Нря ф и разрывам (ником в плюс- е в орму Г-ц с ) -цепи; 2- адан, ин .. „,,и с 3 ' 'я в пер"начальном конца с вытеснением учасгка иско оа г нюь цепи у — з верю~ виде структура ЕГ-11 иа кольцевой молекулы плюс-цепи и, ф юс-цепи: — отщепление в виде кото ой пи и регенерации формы Нвап р начитается созда- Вирусы, соде жа е в ние новой плюс-цепи. содержащие в качестве генетического материала РНК можно рет ови сы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
