Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 47
Текст из файла (страница 47)
В митохондриях мутации затрагивают единственное основание, находящееся на расстоянии 243 нуклеотидов от 3'-конца большой рРНК. Рибосомы содержат несколько активных центров Исходя из функций и строения рибосомы, в ее составе можно вьшелить ряд каталитических центров. 308-субчастица связывает мРНК и комплекс, состоящий из ини- циируюшей тРНК и фактора инициации; после этого происходит присоединение 508-субчастицьь У 70$-рибосом есть функционально различные участки Р и А, с которыми связывается тРНК; на 508-субчастице находится пептидилтрансферазный центр.
В упрошенном виде взаиморасположение этих участков изображено на рис. 8.14. Как же эти участки соотносятся с реальной топологией рибосомы? Какие рибосомные компоненты принимают участие в реализации различных функций? Несколько подходов было использовано для анализа взаимосвязи между структурой и функцией рибосомы. Один из способов идентификации участков, выполняющих определенную функцию, основан иа использовании аффинной метки 1метки по сродству), При этом используют аналоги компонентов, которые связываются с рибосомой.
Эти соединения либо сами по себе химически активны, либо их можно активировать )п з)гв. Например, можно использовать тРНК с подходящими модификациями; таким путем можно идентифицировать рибосомиые компоненты, на которые переносится метка. Сходный метод сводится к использованию соединений, способных в результате фотохимического активироваиия вызывать сшивки, что позволяет идентифицировать взаимодействующие компоненты. Производные пептидил-тРНК 1содержапше метку в аминоакцепторной области) взаимодейсэвуют с белками Ь2 и Ь27. Следовательно, можно думать, что эти белки входят в состав участка Р.
Используя более протяженные производные, можно пометить белки Ь14, Ь18. Ь24 и ЬЗЗ. Таким путем было показано, что данные белки располагаются вблизи участка Р или тоже входят в его состав. Эти данные показывают, что конец тРНК, связанный с пептидной цепью, располагается на большой субчастице в области, ограниченной несколькими определенными белками. Часто применяется модификация целых субчастиц. Один из подходов состоит в следующем: субчастицы обрабатывают реагентами, повреждаюшими белки или РНК, с последуюшей попыткой увязать возникшее повреждение с потерей определенной функции. Например.
кетоксаль был использован для введения модификаций в состав рРНК, а тетранитрометан — для нигрования белков. Проблема состоит в том, чтобы ограничить степень возникающих повреждений, поскольку таким путем можно установить корреляции между определенной модификацией и потерей данной функции. Обработка рибосом кетоксалем препятствует их связыванию с аминоацил-тРНК, хотя при этом частицы сохраняют способность взаимодействовать с мРНК.
1Это доказывает, что кетоксаль не вызывает необратимой инактивации всех функций частицы.) При этом модифидируются шесть гуаниновых остатков 168-рРНК. Следовательно, 168-РНК является составной частью участка А или по крайней мере оказывает влияние на его структуру. Более прямые доказательства были получены при использовании фотохимических бифункциональнзях реагентов, при помощи которых удалось показагзь что пептидил-тРНК можно ковалентно «пришить» к участку, находящемуся поблизосэи от 3'-конца 168-рРНК.
Из этого следует, что рРНК, очевидно, также входит в состав участка Р. Однако не удается ковалентио сшить рРНК и аминацил-тРНК, находяшуюся в участке А. Включение 58-РНК в сост ав 508-субчастиц, реконструированных ш ч)гго, зависит от наличия трех белков; 1.5, 1.8 и Ь25, образующих с этой РНК стехиометрический комплекс. Комплекс способен связываться 8.
Рибосомы как фабрики белкового синтеза 113 с 235-РНК, хотя по отдельности ни один из его компонентов не обладает такой способностью. Вероятно, этот комплекс располагается поблизости от участков А и Р. Консервативная последовательность в ТфС-петле тРНК комплементарна определенной последовательности в 5Б-РНК. Было высказано предположение, что комплементарное взаимодействие между 5$-РНК и тРНК играет определенную роль в стабилизации аминоацил- тРНК при ее попадании в участок А. Однако опыты, вы- ПОЛНЕННЫЕ ЗП У!!го, показали, что удаление соответствующего фрагмента 5$-РНК не мешает рибосоме принимать участие в трансляции.
Таким образом, данное взаимодействие, по-видимому, не является обязательным для синтеза белка. Эксперименты по образованию межмолекулярных сшивок с использованием ЕЕ-Тц показали, что в состав участка Л входят белки Ь1, Ь5, Ь77Ь12, Ь20, ЬЗО и ЬЗЗ. К сожалению, мы плохо себе представляем, как эти н другие белки взаимодействуют при образовании тРНК- связывающего участка. Группа белков, принимающих участие в пептидилтрансферазной реакции, включает 1.2, 1.3, Ь4, Ь15 и 1.!6, Попытки приписать какому-либо из этих белков ферментатнвную активность не увенчались успехом.
Двумя наиболее возможными кандидатами являются белки Ь2 и 1.16. При отделении 50Б-субчастицы от 1 7гЬ12 оставшиеся частицы не могут осуществлять гидролиз ОТР в присутствии ЕР-Тц, ЕР-О нли 1Е2. Однако это еще не означает, что Ь77Ь12 является ОТРазой. Возможно, что данный белок !белки) необходим для проявления ОТРазной активности другим белком. Ситуация с ЕР-Тп до конца не выяснена, так как существуют факты, свидетельствующие о том, что этот белок обладает собственной ОТРаэной активностью, и, следовательно, нет необходимости полагаться на рибосомную ОТРазу (гл. 6). Транслокационный фактор ЕР-О связывается с 50$- субчастицей; но процесс транслокации представляет собой продергивание мРНК через ЗОБ-субчастицу.
Участок связывания для ЕР-О расположен в непосредственной близости от 512 — одного из белков, ответственных за связывание мРНК 30$-субчастицей. При этом ЕР-О оказывается между субчастицами вблизи димеров Ь7,1Ь12. Участки Р и А должны располагаться рядом, поскольку расположенные в них молекулы тРНК взаимодейсзвуюз с соседними триплетами мРНК. Между этими участками существует также и функциональная связь: участок Р должен быть занят еще до того, как аминоацил-тРНК сможет войти в участок А. Прн попытке изобразить, как две молекулы тРНК должны располагаться в рибосоме по отношению друг к другу, всегда возникает определенное затруднение.
Дело в том, что расстояние между антикодонами не может превышать 10 А, а между тем диаметр тРНК составляет приблизительно 20 А. Молекулы тРНК, находящиеся в участках Р и А, повидимому, имеют одинаковую конформацию. При этом отнюдь не доказано, что эта конформации такая же, как у молекул тРНК, находящихся в форме кристаллов, Одним из решений этой стереохимической проблемы могло бы быть образование излома или узла в мРНК между кодонами, так чтобы две молекулы тРНК могли подходить к матрице под разными углами. Тогда передвижение рнбосомы могло бы сводиться к перебросу тРНК из участка А в расположенный рядом участок Р.
Это означало бы, что передвижение мРНК функционально зави- Увввтя ввизыввии белка бб Увввпзи ввязмввии пвпгиаиягрвявфвавз у ео б увввгаи ввязмввии Увзвгая ввязмввии монк Рис. 8.14. Катаяитические центры располагаются иа рибосоме в нескольких участках. Мввзапппажеиие различных участков обозначено предепьиа сзвмззизиа и ив может быть связано с грвзмвриай структурой рибасамы. Участок, связывающий мРНК, расположен ия 30б-субчвстицв, в вга сбавив входят белки 81, 518 и 821, з тзвжв 83, 54, 85, 512 и Зьяаицввзя область 168-РРНК,а этим участкам связывается также фактор !РЗ. Этот участок расположен в ивппсрвдсгввииай близости пг участка Р.
Участия Р првимушватввииа риспаяажвв ив 308-субчзсгицв и способен связывать ииицивтариую гРНК \6З.РРНК также входит в состав зуава участка благодаря области, рзспадажвииай весьма близко в вв Зьяаицу, иа ив блике, чем 50 асиаввиий, вяиюзяюпгиз в себя участок связывания мРНК Са стороны 508-субчясгицы з участок Р взадяз белки ь2 и ь27, з также Ь14, Ш8, ь24 и ь33 Участия А даяжиа быть, рвспадзгяегся рядам с участком Р, иа точные вгп координаты ив изввсзиы 165-РРНК оказывает влияние ив участок А и, вазмажва, взадиг в вга состав. Большинство функций, приаисывиемыз участку А, связано с 505-вубчисгипвй.
В спсгяв мага учяазягз вхпдяг белки Ш, ь5, ь77ь12 ь20, ЬЗО и ь33. Пвитидиятрв вфврггзпьгй участок дазжви рвгпаязгзгьс» в абяисги, ивппсредственно япигяягируюшвй с участками А и Р, вблизи аг яаицз гРНК Белки Ь2, ьЗ, ь4. Ш5 и Шб цвпбзадимы дяя праявпеиия этой зягивиг сзи. 58-РНК располагается рядом с цвпгидиягрзисфврвзиым участком; аиз вззимадвйсгвувг с белками Ь5, Ьх и ь25. Уиастая Ги состоит из нескольких рзсппиажвииыз рядам бгяяав !Ь5. Ш, ь20 и ь71Ш2). способных образовывать пппврвзиыв сшивяи с Ерд!и. Уиагтая ь7ггв!2 првдсзивяявг собою «пзявц», изабрвжвииый из рис.
8.2, здесь пи ив паяязяи, иа впвпвцз спсзаиг из двух димврав Ь71Ш2. Уиагтая БР-С, возможно, рзспаяажви из большой субчясгицв рядам а контактирующей павврзиапгыа, абрзшвииай я малой субчвсгицв, иедзивва аг белка Ш2. сит от перемещения тРНК; при этом кодов-антикодоновое спаривание определяет расстояние, на которое должна передвинуться матрица при транслокацни, о чем подробно рассказывалось в гл. 7. Функпиональные взаимосвязи между различными участками рибосомы окончательно не установлены.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
