Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 44
Текст из файла (страница 44)
87, Во вторичной структуре !68-рРНК Е. сой содержится много коротких лвухцелочечных участков, образующих четыре основных домева. вается некоторая гомология с рРНК органелл зукариотической клетки. Каково значение этого родства, пока еще не ясно. Среди эукариотических рРНК не прослеживается значительной консервативности, за исключением участков, расположенных в непосредственной близости от метилированных оснований. Это характерно даже для таких отдаленных видов, как дрожжи и млекопитающие.
Зная последовательность рРНК, можно предсказать образование двухцепочечных участков. Однако в молекулах с большими двухценочечными участками возможно образование нескольких различных конформаций. Заранее нельзя предсказать, какая из них окажется более предпочтительной, если даже допустить, что в бактериальной клетке молекула совершенно свободна и находится как бы в растворе. Вероятные модели вторичной структуры рРНК в принципе могут быть различны в свя- зи с различной относительной стабильностью определенных двухцепочечных участков, но получение подобных сведений во многом ограничено. Наиболее информативный подход к выяснению вторичной структуры- это сравнение последовательностей рРНК, выделенных из родственных организмов !последовательности рРНК определяются непосредственно по результатам анализа последовательности генов, кодирующих соответствующие РНК1. Участки, имеющие важное значение для поддержания определенной вторичной структуры, консервативны, так как благодаря своему значению соответствующие нары должны образовываться в каждой рРНК.
На основе такого подхода была предложена модель для !65- и 23$-рРНК. Наиболее распространенная модель для !6$-РНК Е. сой схематично изображена на рис. 8.7. Около половины 8. Рибосомы как фабрики белкового синтеза )07 последовательности оснований образует двухцепочечные структуры. Двойные спирали, возникающие во вторичной структуре РНК, преимущественно короткие (менее восьми пар оснований).
Часто двойной участок несовершенен и содержит петли из неспаренных оснований. В целом молекула образует четыре основных домена. Соответствует ли структура свободной рРНК той, которая на самом деле существует в составе рибосомной субчастнцы? Вероятно, что взаимодействие с рибосомными белками может сказаться на способности образовывать двухцепочечные участки. Для исследования структуры РНК, находящейся в составе субчастиц, были использованы различные методы.
Например, определяли основания, способные реагировать с кетоксалем (вещество, взаимодействующее с неспаренным гуанином). Выявляли области рРНК, образующие под действием псоралена поперечные сшивки. Локализовали участки, предпочтительно расщепляемые нуклеазами. Наконец, определяли, какие участки рРНК и с какими белками можно ковалентно сшить. По мере проведения этих исследований накапливались результаты, неплохо согласовавшиеся с моделью, предложенной на основе изучения свободной рРНК в растворе. И тем не менее рРНК, связанная в субчастице, по-видимому, все же отличается от свободной рРНК.
Возможное различие, вероятно, состоит в том, что у рРНК, находящейся в составе субчастицы, меньше двойных спиралей, чем у свободной формы. В структуре 168-РНК в зависимости от того, находится ли она в составе 308-субчастицы или 708-рибосомы, обнаруживаются некоторые различия. Из этого, очевидно, следует, что объединение субчастиц может вызывать конформационные изменения в рРНК. Помимо двух основных рРНК, образующих, как это принято говорить, скелет субчастиц, большая субчастица содержит еще молекулу 58-РНК.
(Это относится ко всем рибосомам, за исключением митохондриальных.) Молекулы 58-РНК прокариотических организмов обнаруживают некоторую консервативность нуклеотидной последовательности, особенно в тех участках, которые взаимодействуют с рнбосомными белками. Обнаруживается консервативность и среди 58-РНК эукариот, Например, у млекопитающих преимущественно встречается одна и та же последовательность. Однако между 58-РНК прокариот и эукариот не обнаруживается ничего общего при сравнении их первичных последовательностей. Во всех молекулах 58-РНК имеется много комплементарных последовательностей, потенциально способных к образованию двухцепочечных участков. Тем не менее при выборе единственно правильной модели из всех возможных (а их предложено более 20) возникает ряд трудностей.
Объясняется это существованием значительной степени неопределенности при выборе возможных вариантов комплементарного спаривания даже в совсем небольших молекулах - если не имеется дополнительного источника информации (как, например, общее соответствие структуре клеверного листа, обнаруживаемое у молекул тРНК). На рис. 8.8 изображена наиболее распространенная модель, образующая структуру с четырьмя спаренными участками, которая удовлетворяет всем известным прокариотическим последовательностям для 5$-РНК. В аналогичной модели для эукариотической 58-РНК имеется пять двухцепочечных участков. Так же как и в случае тРНК, исходя из вторичной структуры, нельзя точно представить пространственную форму молекулы. В составе большой субчастицы эукариотических рнбо- сом обнаруживается другая короткая РНК с коэффициентом седиментации 5,88.
Ее последовательность, по-видимому, соответствует 5'-концу прокариотической 238-рРНК. Каждый рибосомный белок характеризуется специфической локализацией Для анализа строения рибосомных субчастиц используются два подхода; изучают сборку рибосомы (процесс, с которым мы познакомимся позже) и непосредственно исследуют ее структуру. Биохимические исследования сосредоточены главным образом на идентификации местоположения индивидуальных рибосомных белков с помощью метода иммунной электронной микроскопии, на определении взаиморасположения соседствующих белков путем образования сшивок между ними и на анализе взаимодействий между определенными рибосомными белками н рРНК. При использовании метода в иммунной электронной микроскопии получают антитела к индивидуальным рибосомным белкам. Этими антителами обрабатывают интактные субчастицы и затем с помощью электронного микроскопа определяют места связывания.
Таким способом была определена локализация всех белков 308-субчастицы, а также многих белков 508-субчастицьь Используя для образования коваленгных сшивок соединения с различной длиной молекулы, можно определить близость расположения двух данных белков. Суть метода состоит в следующем; нативные субчастицы обрабатывают реагентами, образующими ковалентпые сшивки, с последующим анализом белков, вошедших в состав конгломератов. (Однако возможности этого метода ограничены анализом белков.) Ковалентные сшивки белков с рРНК позволяют определить места их связывания с нуклеиновой кислотой. Другие методы, с помощью хоторых были получены сравнимые результаты о местоположении белков,— это использование нейтронного рассеивания субчастиц, в которых определенные белки дейтерированы, и измерение энергии переноса между флуоресцентно меченными парами рибосомных белков. Применение различных методов в конечном счете дало сходные результаты.
Появилась возможность локализовать каждый белок рибосомы в определенном месте субчастицы. Более того, некоторые белки уже сейчас могут быть сопоставлены с определенными особенностями формы рибосомы. По-видимому, организация каждой субчастицы высокоспецифична. В настоящее время вырисовывается подробная картина для 308-субчастицы. Сходные результаты получаются для 508-субчастицы, хотя в этом случае из-за большого размера исследования оказываются более трудоемкими. Взаимодействие рибосомных белков и рРНК Рибосомные РНК по массе составляют больп1ую часть бактериальных 308- и 50$-субчастиц. Они присутствуют повсеместно, и, вероятно, большинство или даже все рибосомные белки связаны с рРНК.
Поэтому укладка рРНК определяе~ структуру каждой субчастицы. Сложность в определении конформации молекул рРНК и способа связывания ими рибосомных белков состоит в том, Часть П. Синтез белков !08 а Ейг кс д":;:.,:': '.,;,,6 с' '>я С" с с а д д д гот О с д с д с гог с, "вь Ос с, ':.'и "1. с О ".':; 'с с ва с с гз с д с с С О д гт с 6 гз С О с с с с д а д О со 3! С О С с с д а с С га 6 С 6 6 О с ьг С д д д А С 6 О О 6 С С 0 д 6! 6 с д с 66 С с с Ода с со О д д О С ао д д д 165 «РОК 84 820 813 88 815 4 э.
5' ого О ::;::::::: Д оо 6 О О ' 6 6 й)й)ЯЯС д ::;::::::; О о :::::::::: д с валяя с С П " " Ш д О " С С д с Д«««е«О СО асс дса С 6 с О 6 ,я ')) с:.-Сч с а бссбсс 6 6 С О д д Д :::: :::: О д алия)8 С д а о о д С с С О д Д 76 о 6 йагйа)С ке 6 О 6 С аа(6610 С йаайас Д «««««О О О 0 б асс что способность белков взаимодействовать с рРНК зависит от условий реакции. Первые исследования по связыванию очищенных рибосомных белков с рРНК показали, что некоторые из них прочно присоединены к нуклеиновой кислоте. К таким белкам относятся и те, которые в процессе самосборки гп 911го первыми входят в состав частиц.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
