1. ИНИЦИАЦИЯ ТРАНСЛЯЦИИ
Наиболее ответственным моментом трансляции являются точное узнавание самого первого кодона, который соответствует N-концевой аминокислоте будущего белка. От этого зависит правильность установки рамки считывания. При этом оба конца мРНК имеют нетранслируемые участки.
Стартовая точка – инициирующий кодон АУГ, кодирующей метионин, т.е. каждый белок начинается с метионина. Чтобы отличить этот «начальный» метионин от других молекул метионина, которые встраиваются в белки, у клетки есть две разные по структуре тРНК с одинаковыми антикодонами (УАЦ) и только одну из них распознают IF2 (фактор инициации) и только в комплексе с ним эту met-мРНК может принять П-сайт рибосомы. (IF2 обладает ГТФ-азной активностью).
Шаги инициации
• мРНК фиксируется на малой субъединице рибосомы вблизи кэпа
• мет-тРНК вместе с IF2 связывается с малой субединицей рибосомы в П-сайте с участием КЭП-связывающих белков и других факторов инициации.
•у прокариот малая рибосома сразу взаимодействует с участком мРНК, содержащего АУГ или ГУГ (инициирующим), которые соответствуют N- формил мет-т-РНК.
• Малая субъединица, объединенная с мет-т-РНК продвигается по м-РНК к ее 3’-концу с помощью АТФ-зависимого механизма до встречи с кодоном АУГ. По принципу комплиментарности антикодон мет-тРНК (УАЦ) связывается с кодоном АУГ (при этом расщепляется ГТФ), что служит сигналом к объединению малой субъединицы с большой (одновременно в цитоплазму вытесняются белковые факторы). Образуется комплекс: м-РНК-рибосома-метионил-т-РНК, готовый к элонгации.
40S |
|
Факторы инициации у прокариот: |
||
IF1 IF2 IF3 |
|
IF1 ; |
|
|
|
IF2 – обладает ГТФ-азной активностью; |
|||
ГТФ |
метионил-т-РНК IF3 – имеет максимальное сродство к |
|||
мРНК |
малой субъединице. |
|
||
|
|
|||
|
У эукариот факторы инициации eIF1, eIF2… |
|||
|
|
|||
комплекс |
мРНК |
( всего описано до десяти факторов). У эукариот |
||
ингибировать фактор инициации |
eIF -2 могут |
|||
инициации |
||||
|
интерфероны – белки, которые синтезируются |
|||
|
|
|||
|
|
в лимфоидной и других тканях, обладают |
||
IF1 |
IF2 IF3 |
антивирусной и противоопухолевой |
||
60S |
|
активностью. |
|
|
ГДФ |
На рибосоме имеются два участка: |
П-сайт или |
||
cтимулирует |
|
|||
|
пептидильный сайт, служащий для связывания с |
|||
ГТФ-азную активность |
|
|||
фактора IF2 |
мРНК |
удлиняющейся полипептидной цепью; А-сайт |
||
|
|
или аминоацильный, служащий для |
|
|
П-сайт |
А-сайт |
присоединения новой аа-тРНК. На стадии |
||
инициации к П-сайту присоединяется метионил- |
||||
рибосома, |
|
|||
готовая к трансляции |
тРНК, А-сайт – свободен. |
141 |
||
Регуляция&синтеза&белка&!
Концентрация многих белков в клетке непостоянна и изменяется в зависимости от состояния клетки и внешних условий. Это происходит в результате регуляции скоростей синтеза и распада белков. Регуляция экспрессии генов может осуществляться на любой стадии на пути от гена до образования функциональноактивного белка.
Регуляция транскрипции
Транскрипция генов может подавляться или активироваться, следовательно, синтез белков может репрессироваться или индуцироваться. Оперон - это участок ДНК,
кодирующий строение, как правило, функционально связанных белков и содержащий регуляторную зону, контролирующую синтез этих белков. На рисунке приведена схема лактозного оперона:
|
промотор |
оператор |
|
структурные гены |
|
|||||
ген-регулятор |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
РНК-полимераза |
|
|
|
|
|
|
Z |
Y |
А |
ДНК |
|
|
|
|
|
|
|||||
ГР |
П |
|
|
О |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
транскрипция заблокирована |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
м-РНК |
белок-репрессор |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
РНК-полимераза |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
ИНДУКТОР (лактоза) |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Z |
Y |
А |
ДНК |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ГР |
П |
|
|
О |
|
|
транскрипция разрешена |
|||
|
|
|
|
|
м-РНК |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м-РНК |
неактивный |
|
|
||
ИНДУКТОР |
репрессор |
|
трансляция |
||
|
лактаза |
|
пермеаза лактозы |
|
трансацетилаза |
|
|
|
|
|
Lac-оперон E. coli содержит 3 гена, отвечающие за образование белков, участвующих в переносе в клетку дисахарида лактозы и в ее расщеплении.
Z - - галактозидаза (лактаза) -расщепляет лактозу на глюкозу и галактозу. Y- - галактозидпермеаза - переносит лактозу через мембрану клетки.
А - тиогалактозидтрансацетилаза - ацетилирует галактозу.
144