Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 115
Текст из файла (страница 115)
Как только аминокислота по падает в этот «редактирующий карман», ее связь с АМР гидролизуется (или связь с самой тРПК, если связь аминоацил-тРНК уже образовалась к тому времени) и она высвобождается из фермента. Такое гидролитическое редактирование, которое по хоже на экзопуклеолитическую коррекгировку, осушествляемую ДНК полимеразами (рис. 6.59), повышает общую точность «заправки» тРНК приблизительно до одной ошибки на 40 000 образованных связей. тРНК синтетаза должна также распознавать набор верных тРЕ)К, и значительная структурная и химическая комплементарность между синтетазой и тРНК позволяет неправильная аминокислота будет удалана непрааилыа аминохисп б) присоединение неправильного б' аильный юшотид удален ФИгзИЗ . ри))д)алый,'6)йи)к6 Рис.б.бв.
Гидролитическое редактирование. о) тРНК-синтетазы устраняют свои собственные ошибки путем гидролитического редактирования ошибочно присоединенных аминокислот. Как описано а тексте, прааильная аминокислота отвергается редактнруюш»гм сайтом б) Процесс исправления ошибок, выполняемый ДНКполимеразой, а некоторых чертах похож на редактирование тРНК синтетаз; однако он отличается тем, что процесс удаления строго зависит от непрааильнаго спаривания с матрицей (см. Рис.
5.8). 6,2. ОтУНК к бежу 573 но янно и г ~ ~ д н и-с-с-и-о-с-н — с-с ! г $ э н о я, нно я, о ! но я, нно з з 1 1 з с — с-м-с-с-и — с-с ~ а л, нно п, и, о н-с с н и о пвптидил-тРНК, присоединенная к С-концу растущей попипвптидной цепи молвкулв тРНК. освободившаяся от связи с попипептидной цвпью 4 новая молвкулв пвптидил-тРНК, прикрепленная к С-концу растущей попипептидной цепи тировать точность (примерно 1 ошибка на каждые )0000 амшнгкислот), синтез белка происходит в сложной каталитической машине — рибосоме (т)Ьоноте), состоящей из более чем 50 ти различных белков — Рибосолшых белков (гтЬотота! ргогеггьт) — и нескольких молекул Р! (К вЂ” рибосомиых РНК (рРНК; т)Ьозогпа! К)Ь)А). Типичная клетка зукариот содержит миллионы рибосом в цитоплазме (рис.
6.62). Субчастицы рибосом зукариот собираются в ядрышке, когда цовотрац скрибиронанные и модифицированные рР! ! К связываются с рибосомпыми белками, которые заблаговременно переносятся в ядро после их синтеза в цитоплазмс. За 400 нм Рис. 6.62. Рибосомы в цитоплазме эукариотической клетки. На этом электронном микрофотоснимке показан тонкий срез небольшой области цитоплазмы. Рибосомы выглядят как черные точки (указаны красными стрелкомо). Одни свободно плавают в цитозоле; другие привязаны к мембранам эндоплаз- матической сети. (За присланный микрофотоснимок от всей души благодарим валге! 5.
Гпепд.) Рис. 6.61. Включение аминокислоты в белковую цепь. Полипептидная цепь растет путем последовательногоо присоединения аминокислот к ее С-концу. Образование каждой пептидной связи энергетически благоприятно, потому что наращиваемый С-конец заранее акти вирован ковалентным присоединением молекулы тРНК. Связь пептидил-тРНК, которая активирует растущий конец, регенерируется в коде каждого акта присоединения Боковые цепи аминокислот обозначены знаками й,, й,, й, и й; в качестве ориентира взята вторая аминокислота пол ипептидной цепи, все атомы которой оттенены серым фоном.
На рисунке изображено присоединение четвертой аминокислоты (кросной) к растущей цепи белок и две ее субчастицы вновь отделяются одна от другой. Эти субчастицы могут быть использованы в дальнейшем — чтобы начать синтез какого-либо иного белка на какой-нибудь другой молекуле мрр!К. Рибосомы работают с замечательной эффективностью: за одну секунду одна эукариотическая рибосома присоединяет к полипептидной цепи примерно 2 ами нокнслоты; рибосомы бактернальных клеток работают еше быстрее: со скоростью около 20 аминокислот в секунду. Как рибосоме, подобно искуснейшему балетмейсте ру, удается скоординировать множество действий, необходимых для эффективной трансляции? Рибосома содержит четыре участка связывания молекул РНК: один предназначен для мРНК, а трн (названные А сайтом, Р сайтом и Е сайтом) — для молекул тРНК (рис.
6.64). Молекула тРНК прочно удерживается в А и Р-сайтах, только если ее антнкодон образует комплементарные пары оснований с кодовом а) большая субчастица малая оубчастица л. Е Р А ф~а~ф-.:'~:. е) а) связывания мРНК Рис. 6 64. РНКсеязыаающие сайты рибосомы. Каждая рибосома имеет один участок связы еания мРНК и три участка связывания тРНК: Ач Р- и Е сейты (соотеетстеенно сокращения названий: амин оацил тРНК (А), пептидил-трнк (Р), и выход(е; по-англ. еыход — ежс.
— прим. перев.)), о) Бактериальная рибосома, обращенная малой субчастицей к читателю [темно-зеленая), а большой субъединицей — от него [сеетло-зеленея). Показаны и молекулы РРНК, и рибосомные белки. Молекулы тРНК показаны саязанными а Е-участке (красная), Р-участке [оронжееоя) и А-участке (желгпоя). Хотя здесь асе три участка саязыаания тРНК показаны занятыми, е ходе процесса синтеза белка не более двух из этих участков, как думают, содержат молекулы тРНК а каждый момент времени (см. Рис. 6.66).
б) Большая и малая субчастицы рибосомы, расположенные так, как если бы рибосома на изображении а была раскрыта как книга. е) Рибосома с изображения о, повернутая на 90' и обращенная большой субчастицей вверх и малой — вниз. г) Схематичное представление рибосомы [етой же ориентации, что и на виде е, которое будет использоаано а последующих рисунках). (Изображения а, б, и е переработаны из М. М.
Уцзцрот ес а1., 5оелсе 292: 883-896, 2001. С любезного разрешения издательстаа ААА5; выражаем свою благодарность А1ьюп Ваысогп и Наггу Нойег) Рис. 66$. Путь мРНК [синяя) через малую субчасгицу рибосомы. Ориентация та же, что и на п ревом изображении рис. 6.64, б. [Благодарим Нану Б Мо[!ег рисунок основан на дан ныл из б. 2. Уцзорока ет а!., Се[! 106: 233-241, 2001. С любезного разрешения издательства Бвечгег.) (с допуском «раскачиванийгь) на мо лекуле мРНК, протягиваемой сквозь рибосому (рис.
6.65). А- и Р участки расположены достаточно близко друг к другу, так что обе втиснутые в них молекулы тРНК могут образовать ком плементарные пары оснований с дву мя смежными кодонами на молекуле гр мРНК. Эта особенность рибосомы по Чу«[ь зволяет придерживаться верной рамки считывания на мРНК. Сразу после инициации синтеза белка каждая новая аминокислота до бавляется к растущей цепи в цикле Реакций, состоящем из четырех основных шагов: связывание тРНК, образование пептидной связи, транслокация (пере мещение) большой субчастицы и транслокация малой субчастицы. В результате двух шагов транслокации вся рибосома передвигается по мРНК на три нуклеотида и готова начать следующий цикл (рнс.
6.66). Наше описание процесса элонгации цепи начинается с того момента, когда несколько аминокислот уже связано друг с другом и в Р сайте рибосомы находится молекула тРНК, ковалентно связан ная с концом растущего полипептида. На шаге 1 тРНК, несущая следуклцую аминокислоту для цепи, связывается с А участком рибосомы, образуя пары оснований с размещенным там колоном мРНК, так что Р и А.сайты содержат смежно связанные тРНК. На шаге 2 карбоксильный конец полипептидной цепи освобождается от тРНК в Р сайте (путем разрыва высокоэнергетической связи между тРНК и ее аминокислотой) и соединяется со свободной аминогрушюй аминокислоты, связанной с тРНК в А сайте, образуя новую пептидггукт связь.
Эта определяющая синтез белка реакция катализируется пептидилтрансфера зой (рергЫу! [гать~егггзе), входящей в состав большой субчастицы рибосомы. На шаге 3 большая субчастица смещается относительно мРНК, удерживаемой малой субчастицей, и таким образом переводит акцепторные стебли двух молекул тРНК в Е и Р сайты большой субчастицы. На шаге 4, в результате очередной цепочки конформационных изменений, малая субчастица и связанная с ней мРНК перемещаются в точности на три нуклеотида, благодаря чему рибосома приходит в исходное состояние и может принять следующую аминоацил тРНК.
Далее повторяется шаг 1 с новоподошедшей молекулой аминоацил тРНК и весь процесс повторяется. Такой четырехэтапный цикл повторяется всякий раз, когда аминокислота добавляется к полипептидной цепи, †. по мере того как цепь растет от аминок карбоксильному концу. растущая попнпвптиднвя цепь ЗТАП» ( ЭТАП» нная Н,Н 3 3 УХОДЯЩВЯ тРНК ВНОВЬ связавшаяся нк Н, Н,Н з Н,Н Основной цикл удлинения полипептида, изображенный в общих чертах на рис. 6.бб, имеет еще одну особенность, благодаря которой трансляция осущест вляется особенно эффективно н точно. Два гракгпоуа злонгации входят в рибосому и покидают ее в ходе каждого цикла: каждый из них гидролизует СТР до СОР, пре Рис. 6 66. Трансляция Вюленулы мРНК. Каждая ами нов ислота, присоединяемая к концу пол ипептидной цепи, выбирается путем комплементарного спаривания оснований между антиходоном на связанной с нею молекуле тРНК и следующим ходоном в цепи мРНК.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
