Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Эта величина сравнима со значениями, полученными при измерении частоты замены валина на изолейцнн в глобине кролика !от 2 1О 4 до 5.10 4). Следовательно, можно заключить, что неправильное активирование тРНК составляет только небольшую долю ошибок, происходящих на самом деле. Взаимодействие тРНК с синтетазой включает в себя этапы, изображенные на рис. 7.8. Во-первых, это этап быстрого связывания, которое при условии поступления правильной тРНК стабилизируется путем конформацнонных изменений фермента. После этого события происходит аминоацилирование. Если же поступает неправильная тРНК, то реакция протекает гораздо медленнее и увеличивается вероятность того, что отделение тРНК произойдет раньше, чем она будет амнноацилирована.
Возможно, решающим моментом, от которого зависит более медленное протекание реакции, является расположение 3'-конца тРНК, который может занять необходимое для аминоацилирования положение только прн условии образования всех надлежащих контактов. Поэтому у синтетаз для узнавания субстрата, возможно, существует двухкомпонентная система, в которой вначале достигается стабильное связывание, зависящее от правильности возникших контактов с тРНК.
а затем сама протекающая каталитнческая реакция определяется связавшейся тРНК, Кодон-антикодоновое узнавание и гипотеза неоднозначного соответствия Задача тРНК в синтезе белка состоит в том, чтобы, попав в А-участок рибосомы, узнать нужный кодон. Взаимодействие между антикодоном и кодоном происходит путем комплементарного спаривания оснований, но по правилам, которые значительно отличаются от обычных. ограничивающих контакты только парами Π— С и А — П. Имеющиеся экспериментальные данные не позволяют окончательно решить вопрос о силах, лежащих в основе кодов-антикодонового взаимодействия. Существуют даже некоторые сомнения о том, какую роль играет образование пар Π— С в стабилизации взаимодействия по сравнению с парами А — 1). Параметры взаимодействия, измеренные в растворе, могут отличаться от истинных, так как структура тРНК и сам участок А играют определенную роль в создании условий для ассоциации тРНК с мРНК.
Поэтому необходимо установить основные правила, управляющие взаимодействием между антикодонами и соответствующими кодонами. Способность любой тРНК узнавать определенный кодов выявляется с помощью теста на специфическое связывание с трннуклеотидом илн использованием тРНК в сис~еме белкового синтеза уп тг!го. !Первоначально этот прием был использован для расшифровки генетического кода, как это уже было описано в гл. 4.) Сама структура генетического кода позволяет сделать ряд важных заключений о процессе узнавания кодона. На рис.
7.9 приведены примеры, показывающие, что код 7. Транспортная РНК: трансляционный посредник 95 ОАА (ОГЗА ] 4вг ОАп ЩЩ х 4) Ива ВВ'В Рпс. 7ль Основания в третьем положении менее всего влвлют па здаченпа колонов. Кагг ПРЕДСтаВЛЕН В ВКЛЕ ПРВМОУГОЛЬППКОВ, СОДГРжашиз ГРУППЫ КОДОВОВ. среди которых вырожлеппоагь основания в грвгьвм положении обвопочквасз ах одина«овос звачвппв Возможно выдалпгь чогыра кчасса. Тргппе основание ив играет роли в ипрвдвлеиии гмигла кодоиа.
любой пз О, С, А, С кодирует одппаковыв амипоквслоты. )2 таких копана подразделаюгси па 8 авмейггв Ризличил привидлтгл ти. ьли мвакдг пьрвиами и пирпмидииами. '. плп 11, плк С кодирует одинаковую аминокислоту: 14 таких «аданов об)жзуюг 7 пар. :.$ плп А, плп С кодпрувг одинаковую амппокпалогуг 12 закпх колонов образуют 6 иар (аключах гврмкппрующпе кодоны ОААлОАО).
Три из четырех ° любое пз О, С плп А имеют одинаковое значение: сушесгвуег только О грп таких кодона (АСС) А Уиикальиыг зиичвпич ° возможно присутствие только С: имеется только лва таких кадопа (АОО = Маг, ОСО = Тгр). 0 возможно присутствии только А; таким кодовом является ОСА (пв узпаюшпйах грни). является вырожденным в том смысле, что третье основание в кодоне может быть неоднозначным: либо третье основание является некомплементарным, либо различия проводятся только между пуринами и пиримидинами. Существует восемь семейств колонов, Все четыре кодона в каждом из этих семейств имеют одинаковые первые два основания и кодируют одну и ту же аминокислоту.
Следовательно, в этих случаях третье основание не играет роли в определении смысла кодона. Су(цествует также семь кодоновых пар, значения которых не зависят от того, какой из пиримидинов присутствует в третьем положении, Кроме этого имеется еще пять пар кодонов, в которых любой из пуринов может находиться в третьем положении, не изменяя при этом смысла кодона (пара такого типа представлена двумя терминирующими кодо- нами). Теперь, возможно, имеет смысл рассмотреть генстическнй код в другом аспекте. Известно только три случая, когда основание, находясь в третьем положении, придает уникальное значение кодону: А1)О (кодирует метионин), 13ОО (кодируез трнптофан) и 1)ОА (является нонсенс-кодоном).
Это означает, что если в третьем положении находятся С или 13, то кодоп не имеет однозначного соответствия. В случае когда в третьем положении находится А, это также не приведет к тому, что кодон будет соответствовать единственной аминокислоте. Поскольку антикодон комплементарен кодону, то первое основание в антикодоновой последовательности пишется согласно существукзщим правилам-в направлении от 5'-конца к 3'-концу. При написании кодоновой последовательности по этим правилам третье основание кодона взаимодействует с первым основанием антикодона. Поэтому комбинация Кодон 5'АСО 3' Антикодон ЗЧЗОС 5' обычно записывается как кодон АСО5' антикодон СО(7. Для того чтобы быть комплементарной кодону, последовательность антикодона должна считываться в обратном направлении.
Поэтому во избежание путаницы мы будем записывать все последовательности, как обычно, в направлении от 5' к 3', но при этом последовательность антикодона обозначается с помощью стрелки, направленной в обратную сторону, для напоминания о имеющейся взаимосвязи с кодовом. Так, рассмотренная выше пара кодон(антикодон будет соответственно записана как АСО и ЫО Существует ли для каждого кодона своя тРНК с комплементарным антикодоном? Или одна тРНК может взаимодействовать со всеми или по крайней мере с несколькими представителями кодонового семейства? Для ряда высокоочищенных тРНК, выделенных из различных источников, было показано, что они способны узнавать несколько различных кодонов.
Это означает. что основание в первом положении антикодона должно обладать способностьи> образовывать пару с несколькими различными основаниями, находящимися в третьем положении соответствующих кодонов. Другими словами, взаимодействие оснований, находящихся в этом положении, не ограничено образованием канонических пар Сг — С и А.-13.
Правила, согласно которым происходит взаимодействие кодон-антикодон, суммированы в гипотезе неоднозначного соответствия (гипотеза качаний, ззгоЬЫе-гипотеза). Эта гипотеза постулирует, что образование пары кодон- антикодон в двух первых положениях кодона всегда происходит по каноническим правилам, но в третьсм положении возможно «качание» (неоднозначное соответствие).
Объясняется это тем, что конформация антнкодоновой петли тРНК допускает значительную подвижность первого основания антикодона. Некоторые пары оснований, предусмотренные гипотезой неоднозначного соответствия, приведены на рис. 7.10. Эти правила в дополнение к обычному взаимодействию разрешают образование пар между О н 1л. Как следствие этого А, находясь в третьем положении, уже более не имеет однозначного соответствия (так как 13, который узнает его, должно также узнавать и О). Аналогично С также не имеет однозначного соответствия (так как О, узнающее его, должно узнавать и У).
Возможные варианты спаривания перечислены ниже: 13 в антикодоне узнает как А, так и О в кодоне, С в антикодоне узнает только О в кодоне, А в антикодоне узнает только 13 в кодоне, О в антикодоне узнает С илн 1) в кодоне. Поэтому однозначно узнавать уникальные кодоны возможно только тогда, когда третьим основанием является О или 1). К таким кодонам относятся 1)ОО и А(ЗО, хотя аналогичных кодонов в случае 13 не существует. Часть 11.
Синтез белков 96 Канани гение парю Гуанмм Цнгозмн Адзмнм Увидим Лзр» а — Н, пощусь>огре з гмпо м а озим него «ютизгстнин о н — н н Гузннн Урмдни 2.тмоуривмн еа>мгвт «оу юдько с А о н н — н н 2-гвоуридмн Гузмин Адзннн 2 тисурмди» Инозми обнзАззг е«именес«и> ойнзоаь>гмть рмднчныз пары Инозин Урмдмн Инозмм Имознн Цмтоаим н н— н — н...о н' Рис. 7.10. Неоднозначное соответствие лри образовании кодонантикодоновой лары позволяет некоторым основаниям в перлом положении антнколона узнавать более чем одно основание в третьем положении кодона. Рял неолнозначных взаимодействий, в которыя участвуют обычныс Модификация оснований может контролировать узнавание кодона В связи с тем что перечень оснований, входящих в состав тРНК, пе ограничивается только четырьмя стандартными пуринами и пиримидинами (А, С> и Н, С), образующими пары согласно обычным правилам и гипотезе неоднозначного соответствия, возможно образование и и модифицироианныс основания, сравнивается с каноническим взаимодействием О>-Г, А-ГЗ.
Основание О может взаимодействовать с Ц мо превращение в 2-тиоуридин попускает взаимодействие модифицированного Б только с А, так как с О возможно образование только олной водородной связи. Иновия способен взаимодействовать с О, Г и А других, дополнительных пар оснований. В действительное~и некоторые обычные варианты пар не встречаются в силу того, что ряд оснований всегда модифицирован. Например, в первом положении антикодона не используются Н и А.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
