Льюин (Левин) - Гены - 1987 (947308), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Однако удаленность этого возможного сайта взаимодействия от кодона А))О варьирует. Часто этот сайт располагается так далеко от кодона АИО, что они не могут быть одновременно покрыты рибосомой, Нам не известно, принимает ли эта последовательность участие в инициировании, но если даже она и присутствует, то ее использование является необязательным, так как некоторые эукариотнческие мРНК полностью лишены ее. Известен один случай, для которого совершенно точно установлено, что механизм инициации не включает в себя комплементарное взаимодействие между мРНК и Зоконцевой областью рРНК.
В митохондриях млекоцитаюших 3оконцевая область 12 — !ЗВ-рРНК имеет сходство с аналогичными участками рРНК из бактерий и цитоплазмы эукариот, но характеризуется меньшей степенью консервативности, Способность образовывать концевую шпильку сохраняется, однако последовательности, комплементарной какой-либо области, расположенной перед кодоном А11О в мРНК, не обнаружено.
Малые субъелиницы могут перемещаться в сайты инициации эукариотических мРНК Средние размеры мРНК в цитоплазме эукарнотических клеток составляют от 1000 до 2000 оснований; у нее имеется метилированный «кэп» на 5чконце и ро1у(А)-последовательность длиной 100 — 200 оснований — на Зоконце. Прн сравнении размеров индивидуальных мРНК с размерами тех белков, которые они кодируют, оказывается, что последовательность мРНК всегда длиннее, чем это необходимо для кодирования соответствующего белка.
Однако эта избыточная длина предназначается отнюдь не для кодирования какого-то второго белка, поскольку каждая мРНК моноцистронна. Она состоит нз короткой (обычно не более 100 нуклеотндов) лидерной последова- Она содержит участок, который может играть роль и раснозииеанин мРНК (ттоказан черной лнннейу тельности одного кодируюшего участка и концевого некодируюшего участка 1который во мноуих случаях имеет значительные размеры и иногда может достигать 1000 оснований). В силу своей 5оконцевой локализации лидерная последовательность оказывается вовлеченной в инициацию. Что же касается еше Зоконцевого участка, то пока нам не известно ни одной функции, которую бы он выполнял в трансляции.
Рибосомы в цитоплазме эукарнотнческих клеток не связываются непосредственно с сайтом инициации перед началом кодирую шей области. Вместо этот о первой опознаваемой структурой является метилнрованный кэп на 5оконце. Некоторые молекулы мРНК не имеют кэпов — либо потому, что образование этих структур было блокировано, либо в результате нх ферментатнвного удаления из мРНК. Такие лишенные кэпов мРНК не транслируются с достаточной степенью эффективности в системах )п у)1го.
За исключением всего лишь нескольких вирусных мРНК, не имеющих кэпов, всв остальные мРНК в цитоплазме эукариотнческнх клеток (но не в органектах) содержат на 5оконце такую модификапию. Только эти особые вирусные мРНК могут транслироВатЬСя ти гйГОО, НЕ ИМЕЯ КЭПОВ. СЛЕдОВатЕЛЬНО, МОЖНО думать, что большей части мРНК кэп необходим для трансляции и что только вирусные мРНК, вероятно, имеют какие-то специфические особенности, позволяюшне им обходиться без этих структур. Кэп узнается рнбосомной 405-субчастнцей.
Какие его структуры обеспечивают это узнавание? Существенное значение имеет введение первой метильной группы в положение 7 концевого О. Последующие акты метилирования (переводящие кэп 0 в кэп 2), возможно, улучшают эффективность связывания с рибосомой„но не имеют первостепенного значения. 405-субчастнца может связываться с ро!АЗ) илн другими синтетнчесхими полинукчеотидами, к 5охонцу которых присоединен кэп. Это, очевидно, свидетельствует о том, что именно кэп )а не следующая за ннм последовательность) и~рвет основную роль в процессе распознавания; однако для того, чтобы 605-субчастнца могла присоединиться к иннциируюшему комплексу, необходима информация, закодированная в последовательности самой мРНК.
В некоторых случаях инициирующий кодон Ас)О расположен всего лишь на расстоянии 40 нуклеотидов от 9. Информационная РНК как матрица для синтеза белка 127 РРНК Вактевиваьии РРИК маакеиитамыи» Рнс. 9.!О у-конеи малой РРНК бактерий и млекопитающих консервативен. 5'-конца мРНК; таким образом, и кэп, и сайт Аг)О находятся в пределах участка связывания рнбосомы. Однако известно, что в некоторых мРНК кэп и кодон Аь!О локализованы довольно далеко друг от друга — иа расстоянии 200 — 300 оснований. Все же даже в этих случаях, для того чтобы у иницинрующего кодона мог образоваться стабильный комплекс, необходимо присутствие кэпа.
Однако совершенно не ясно, каким образом рибосома может одновременно взаимодействовать с этими двумя участками, так далеко расположенными друг от друга? Одно из возможных объяснений состоит в том, что мРНК в результате комплементарных взаимодействий между основаниими приобретает такую вторичную структуру, при которой кэп и кодон Аг)О могут располагаться рядом и одновременно контактировать с субчастнцей рнбосомы. Однако данных, подтверждающих эту точку зрения, нет.
Согласно другой модели, 405-субчастица сначала узнает 5'-концевой кэп и затем «передвигается» вдоль мРНК, пока не встретит инициирующий кодон АБО гсм. рис. 6.7). Обычно, хотя и не всегда, это будет первый триплет А1)О, который она встретит на своем пути. После этого связь стабилизируется и к 405-субчастице присоединяется 605-субчастица в том участке, который выявляется как защищенный рибосомой, В случаях длинной лидерной последовательности можно предположить, что вторая 405-субчастица узнает 5'-конец еще до того, как первая покинула инициаторный участок; в результате на этом отрезке могла бы выстроиться целая очередь субьединиц.
Идея о том, что рнбосомы должны начинать свое движение по матрице с 5'-конца, со! ласуется с моноцистронной природой эукариотических мРНК. Существуют примеры особых вирусных мРНК, содержащих более одной кодирующей области. Однако в этих случаях из всей молекулы мРНК транслируется только та кодирующая область, которая расположена ближе всех к 5'-концу. Остальные же могут быть прочитаны только после того, как в мРНК произошел разрыв, который привел к образованию нового 5'-конца, находящегося вблизи следующего ннициаторного кодона. Это свидетельствует в пользу тех представлений, согласно которым внутренние сайты инициации не узнаются непосредственно в составе полицистронной мРНК.
Связь белкового синтеза с внутриклеточной локализацией Эукариотнческая клетка — высокоупорядоченная структура, все функции которой имеют специфическую локализацию. Это общее правило, в частности, относится и к белковому синтезу. Полирибосомы можно подразде- Развичающисся области обаеаеиы рамкой, а области, которые мазут участвовать а распознавании мРНК, изображены краевым «зетом лить на два класса-свободные и связанные с мембраной. Оии участвуют в синтезе разных групп белков. Название «свободные полирибосомы» не совсем точно отражает истинную ситуацию, так как на деле они не могут свободно диффундировать в цитоплазме, поскольку ассоциированы с клеточным цитоснелетом.
Если клетки обработать неионным детергентом !тритоном) в гипертоническом буфере, то большая часть липидов и растворимых белков удаляется, оставляя «цитоскелетный каркас», связанный с остатками ядра. Этот каркас представляет собой сложное сплетение фибрилл. Все «свободные» полирибосомы ассоциированы с цитоскелетом, как это можно увидеть на электронной микрофотографии, приведенной на рис. 9.11, или определить нри помощи биохимического фракционирования. Полисомы имеют тенденцию располагаться цепочкой поблизости от ядра, в тех местах, где мРНК входит в цитоплазму. Большая часть продуктов трансляции представляет собой растворимые белки, которые сразу же после освобождения нз полирибосом быстро диффундируют от места синтеза. Те белки, которые являются компонентами клеточного цитоскелета, имеют обыкновсние включаться в его сос~ав в участках, расположенных неподалеку от места своего синтеза.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
