Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Для его связывания с рибосомой, по-видимому, требуется ОТР (в случае бактерий это| о не нужно). Возможно, гидролиз ОТР происходит после завершения терминации; это, вероятно, необходимо лля диссоциации еКГ от рибосомы. Реакция терминацни включает в себя освобождение полипептида из связи с последней тРНК, вытеснение тРНК из рибосомы и отделение рибосомы от мРНК. Отделение полипептида и тРНК с последующим их освобождением в клетку происходит в результате реакций, аналогичных тем, которые рассматривались в случае элонгации цепи, но модифицированных для нужд терминации. Мы, к сожалению, еще не знаем механизмов, обеспечивающих отделение рибосомы от мРНК.
Диссоциация, возможно, обусловлена конформационпыми изменениями, вызываемыми белком КГ. Не исключено, что в этом процессе может участвовать какой-либо белковый фактор или факторы. Рекомендуемая литература В большинстве современных обзоров внимание концентрируется на факторах, контролирующих стадии белкового синтеза. Среди них статьи Вейсбаха, Очоа ((че1мЬасп, Осаоа, Апп. кеч. В(ос(чеш., 45, 191 — 216, 1976); Лодиша (т.о((хп, Апп, йеч. Вюс(эеш., 45, 39 — 72, 1976); Очоа, де Хара (Осаоа, 4е Наго, Апп.
кеч. В1осЬеш., 48, 549 — 580, 1979). Самые последние данные по инициации и регуляции синтеза белка у эукариот приведены в статье Джагуса, Андерсона, Сафера (.1адаа Апйегхоп, 5а(ег, Ргой. )ч(пс1е)с Асан кез., 25, 127 — 185, 1981). влетворяется багодаря способности молекул тРНК складываться, образуя при этом характерную третичную структуру. Рассматривая участие тРНК в биосинтезе белка, начивая с заключительных стадий этого процесса, можно заметить, что все тРНК способны располагаться в рибосомных участках А и Р. При этом одним концом в результате кодон-антикодонового узнавания они взаимодействуют с мРНК, тогда как другой конец участвует в перемещении полипептида. Чтобы участки А и Р были Часть 11.
Синтез белков доступны для всех молекул тРНК, конфигурация этих молекул по размеру и форме полностью должна соответствовать одному и тому же шаблону. Аналогичным образом все тРНК, за исключением инициаторных, обладают способностью взаимодействовать с факторами белкового синтеза (ЕГ-Тп или еЕР1) для последующего связывания с рибосомой.
Иннциаторные тРНК узнаются факторами 1Г2 или е1Г2. Таким образом, для взаимодействия с факторами элонгации молекулы тРНК должны обладать определенными общими чертами, но у инициаторных тРНК эти структурные особенности отсутствук>т или же изменены и служат для других целей. В то же время должны существовать значительные различии между отдельными группами тРНК. В большинстве случаев одной аминокислоте соответствует несколько тРНК. Такие тРНК называются изоаицепториыми тРНК. Они узнаются единственной амнноацил- тРНК вЂ” синтетазой, специфичной только для данной аминокислоты.
Поэтому изоакцепторные тРНК должны обладать общими свойствами, дающими возможность ферменту выбирать среди различных тРНК ту, которая соответствует данной аминокислоте. Таким образом, полный набор тРНК поделен на 20 изоакцепторных групп, что соответствует количеству аминокислот, встречающихся в белках, причем каждая группа обладает уникальным свойством, благодаря которому она и узнается специфической синтетазой.
Что же собой представляют те характерные особенности в структуре тРНК, которые узнаются рибосомой и факторами элонгации? Чем различаются между собой группы изоакцепторных тРНК? Первоначальные попытки выявить характерные особенности в структуре тРНК были направлены на поиски коротких нуклеотидных последовательностей, общих для всех или для определенной группы тРНК. Несмотря на то что некоторые участки первичной последовательности тРНК высококонсервативны и необходимы, по-видимому, для выполнения ряда функций, тем не менее попытки связать отдельный участок или последовательность с определенной реакцией белок-нуклеинового узнавания не увенчались успехом. Эти общие (или различные) особенности в строении тРНК могут выйти за рамки первичной и вторичной структур и выразиться, по крайней мере частично, на уровне пространственной организации молекулы.
Для детального анализа этого предположения необходимо сравнение нескольких (возможно, всех) представителей семейства тРНК. Однако это займет много времени, поскольку сейчас третичная структура известна только для малого числа индивидуальных тРНК. Универсальная структура клеверного листа В настоящее время определены первичные последовательности нескольких сот тРНК, полученных из различных источников. Все эти последовательности обладают общей вторичной структурой, предложенной на основе анализа последовательности первой из расшифрованных тРНК. Оказалось, что последовательность любой тРНК может быть изображена в форме клеверного листа, образуемого в результате спаривания оснований между короткими комплементарными участками (см. рис.
5.4). Реальность такой конформации, а не какой-либо из других возможных впервые была продемонстрирована в опы- тах, в которых препараты тРНК обрабатывали нуклеазами. При этом было установлено, что если основания расположены в неспаренных участках клеверного листа, то как и предполагалось, этот сайт наиболее чувствителен к действию нуклеаз.
На рис. 7.1 изображена наиболее часто встречающаяся форма клеверного листа. Как видно из рисунка, в составе тРНК можно выделить четыре основные ветви, обозначаемые в соответствии с их структурой или функцией. Акцепториая ветвь состоит из двухцепочечного стебля, который заканчивается одноцепочечной последовательностью, свободная 273'-ОН группа которого подвергается аминоацилированию. Остальные ветви состоят из двухцепочечных стеблей, на конце которых находятся не- спаренные участки, образующие петли, ТфС-ветвь названа так по имени входящего в нее триплета ТфС, Аитикодоиовая ветвь всегда содержит антикодоновый триплет в центре петли. О-петля получила свое название бла~ одаря тому, что содержит дигидроуридин (ф обозначает псевдоуридин, а Π— дигидроуридин; эти два «необычных» основания, встречающиеся в тРНК, рассматриваются ниже).
Как видно из рис. 7.1, каждый остаток в тРНК имеет свой определенный номер, что говорит о постоянстве структуры этих молекул. Наиболее стандартная структура тРНК содержит 7б остатков; они пронумерованы в направлении от 5'-конца к 3чконцу. Размеры молекул тРНК колеблются в пределах от 74 до 95 оснований. Эти отклонения обусловлены вариациями только в двух ветвях. В Р-петле вариации в размере петли могут достигать четырех оснований.
Дополнительные нуклеотиды обозначаются как 17:! (дополнительный нуклеотид расположен между 17 и 18 положениями), 20:! и 20:2 (дополнительные нуклеотиды находятся между 20 и 2! положениями). Однако в наименьшей из известных Р-петель могут отсутствовать как остаток под номером 17, так и эти три дополнительных нуклеотида. Наибольшую вариабельность в структуру тРНК вносит так называемая дополнительная ветвь, находящаяся между антикодоновой и ТфС-петлями. В зависимости от размеров дополнительной ветви молекулы тРНК можно подразделить на два класса. тРНК класса 1 имеют неболыпую дополнительную петлю, состоящую только из 3-5 оснований. Такие тРНК составляют 75",„' от общего числа молекул.
К тРНК класса 2 относятся тРНК, имеющие большие дополнительные ветви (они могут даже являться наиболее длинными в тРНК), состоящие из петли размером от 13 до 21 основания и двухцепочечного стебля размером около 5 пар оснований. Дополнительные основания имеют номера от 47:1 до 47:!6. Комплементарные основания, поддерживающие структуру тРНК, как правило, консервативны, Двигаясь по часовой стрелке вдоль структуры клеверного листа, всегда можно обнаружить 7 комплементарных пар оснований в акцепторном стебле, 5 — в ТфС-ветви, 5-в антикодоновой ветви и обычно 3 (иногда 4) в О-ветви. В пределах данной тРНК большинство комплементарных пар образуются в результате взаимодействия А — () и Π— С, но иногда встречаются пары Π— !.1, Π— ф или А — ф. Дополнительные типы спаривания менее стабильны, чем обычные пары, но и они способствуют образованию двуспиральной структуры в РНК.
При сравнении первичных последовательностей тРНК можно видеть, что основания, находящиеся в некоторых позициях, являются консервативными (или инвариантны- Часть Н. Синтез белков о „„.А;.- .А ') нн нн нн о Рибоза Р ивова 4-т муридин (5 Щ Рибозв Риботнмндин (т) днгндроуриднн (О) Пееадоуридин (Ф) нн Рнбоза б метилцнтндин (нее) Зметилц индии (п) С) ..оня нн — снгя, Фн ми.о ' ",~т,я(НР о нн Рибоаа Рибоаа Рибоаа Я -изопентениладе овин П еА) Яе-метнладеноэин (нвА) Инозин П) он "! сй .ооосня ,:1 !' о .' "Он,,'. - .", 'он о , ) ~ня „Л н и н Рибозв 1 сн, Кавуозин (О) 7-метилгуаноаин (н я) Виозин (В) Рис. Х2. Некоторые модифицированные основания, обнаруженные в тРНК (модификации показаны оттенеиием) ся разнообразные модификации, начиная от простого метнлировапия до крупномасштабного перестраивания пуриновых колец. Они обусловливают более широкое структурное многообразие тРНК, которое, по-видимому, существенно для выполнения их различных функций.
На рис. 7.2 изображены некоторые из наиболее часто встречающихся модифицированных оснований. Наблюдаемая тенденция состоит в том, что у пиримидинов (С и (3) модификации менее сложны, чем у пуринов (А и О). Некоторые из них затрагивают основания, принимающие участие в комплементарном взаимодействии, и поэтому приводят к изменению стабильности пар или да)ке к сме- не партнера, с которым зта пара была образована.
Прочие модифицированные основания могут располагаться в любых других местах. не влияя на способность к образованию комцлементарных пар. Простая, наиболее часто встречающаяся модификация затрагивает уридин. Метилирование в пятом положении кольца приводит к появлению риботимидина (Т). Такое же основание обнаруживается и в ДНК, но если в РНК тимидин соединен с дезоксирибозой, то в случае тРНК он связан с рибозой. Тимин, присутствующий в РНК, является необычным основанием, возникающим в результате модификации (3 (в ДНК же урацил будет считаться 7.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
