Cтраница 1
Регуляция синтеза белка осуществляется также на стадии процессинга белка. Модификации новосинтезированных полипептидов осуществляются при помощи соответствующих ферментов, активность которых, в свою очередь, находится под генетическим контролем. К этим модификациям относятся метилирование, фосфорилирование, гликозилирование, а также ограниченный протеолиз. [1]
Регуляция синтеза белка, и в том числе самих ферментов, происходит сложным путем. [2]
Регуляция синтеза белков в клетках эукариот намного сложнее: не характерна прямая субстратная регуляция, так как опероны ( транскриптоны) имеют обширные регуляторные зоны; структурные гены разбросаны по геному; в ядрах дифференцированных клеток эукариот большинство генов находится в репрессированном состоянии; все структурные гены делят у эукариот на три группы - гены, функционирующие во всех клетках организма, в тканях одного типа, в специализированных клетках одного типа; пространственное разделение процессов - транскрипция в ядре, трансляция в рибосомах. [3]
Обычно считается, что главным способом регуляции синтеза белка у прокариот является регуляция на уровне транскрипции. Действительно, метаболическая нестабильность ( быстрый синтез и быстрый распад) мРНК в клетках прокариот обеспечивает практически немедленную смену матриц в зависимости от меняющихся условий среды и потребностей клетки. В то же время, однако, существование полицистронных матриц у прокариот часто требует дифференциального управления активностью отдельных цистронов для осуществления количественно разной и / или разновременной продукции белков, кодируемых одним полинуклеотидом. Кроме того, в ряде случаев накопление неиспользуемых количеств продукта трансляции выгодно использовать для немедленного выключения именно трансляции соответствующей мРНК и тем самым осуществлять очень тонкую подгонку размера продукции и ее потребления в клетке. Во всех известных случаях точкой приложения регуляции на уровне трансляции у прокариот является стадия инициации. Регуляция инициации может осуществляться несколькими путями. Во-первых, количественно разный уровень продукции на разных мРНК или разных цистронах одной полицистронной мРНК может осуществляться за счет разной силы инициаторных районов матриц: одни весьма эффективно ( с большим сродством) ассоциируют с рибосомными частицами и дают начало инициаторному комплексу, в то время как другие делают это медленнее. [4]
Биохимии нуклеиновых кислот, их биосинтезу, регуляции синтеза белков, химическим основам наследственности, строению вирусов и фагов и многим другим проблемам молекулярной биологии посвящено большое число хороших обзоров, издан ряд прекрасных книг отечественных и зарубежных ученых. [5]
Локализация этого важного фермента иа рибосомах, возможно, каким-то образом связана с наличием общей регуляции синтеза белков и липидов. [6]
Сейчас важнейшей в биохимии и биологии является уже не столь проблема специфичности, сколько проблема регуляции синтеза белка, представляющая громадный интерес с практической точки зрения. Ряд серьезнейших заболеваний ( например, рак), судя по всему, связан с нарушением регуляторных механизмов биосинтеза белка. Не приходится уже говорить о том, что вскрытие интимных сторон этого процесса позволит целенаправленно регулировать белковый синтез в живой клетке. [7]
За последние годы получены новые экспериментальные материалы, которые в некоторой степени проливают свет на эту сложную проблему - регуляцию синтеза белка на клеточном уровне. Эти достижения связаны прежде всего с исследовательской группой Моно и Жакоба, работающей в Пастеровском институте. В регуляции белкового синтеза на клеточном уровне нуклеиновые кислоты, видимо, также играют решающую роль. Прежде всего, было найдено, что различные участки молекулы ДНК функционально неоднородны и одна молекула ДНК может определять синтез большого числа функционально и химически различных белков клетки. [8]
Моно опубликовали схему регуляции синтеза белков на уровне транскрипции при помощи регуляторных белков, а в 1966 г. У. [9]
Моно опубликовали схему регуляции синтеза белков на уровне транскрипции при помощи регуляторных белков, а в 1966 г. У. [10]
В клетках ( как и в пищеварительном канале) нуклеиновые кислоты постоянно подвергаются атаке со стороны различных нуклеаз. Например, существенным фактором в регуляции синтеза белков является разрушение - как правило, довольно быстрое - информационных РНК-Хотя ДНК сама по себе очень устойчива, нуклеазы призваны вырезать поврежденные сегменты из одиночных цепей, что является важной частью процесса репарации ДНК ( гл. Таким образом, наблюдается активное расщепление полинуклеотидов на мононуклеоти-ды, гидролизуемые далее фосфатазами до нуклеозидов. [11]
Так, например, избирательное накопление серотонина в головном мозге нарушает закрепление ( консолидацию) временных связей. Специальные исследования показали, что это амне-вирующее действие серотонина обусловлено его участием в регуляции синтеза белков. При повышении содержания серотонина в мозге нарушается деятельность белоксинте-вирующего аппарата, что приводит к подавлению синтеза белка, причем больше всего синтез белка подавляется в нервных окончаниях. [12]
Считается, что эти ферменты участвуют во внутриклеточном обмене в-в, разрушении чужеродных РНК, в регуляции синтеза белка ( путем регуляции скорости гидролиза матричных РНК), в процессах синтеза и созревания разл. [13]
Таким образом, как у людей, так и у животных неоднократно продемонстрирована тесная корреляция в обмене ретинола, ретинолсвязывающего белка и тирок-синсвязывающего преальбумина не только в нормальных условиях, но и при белковой недостаточности. Эти данные подтверждают предположение о том, что одним из главных механизмов воздействия белковой недостаточности на обмен витамина А является нарушение метаболизма белков, участвующих в транспорте ретинола. Такую высокую чувствительность концентрации протеинов к неадекватному потреблению белка авторы объясняют большой скоростью их обмена и высоким содержанием в них триптофана, выполняющего важную роль в регуляции синтеза белка. [14]
В иерархии регуляторных воздействий наиболее сложный механизм, контролирующий количество ферментов в клетке, связан с процессом транскрипции. В случае индукции образованная иРНК участвует в определенной последовательности реакций, называемой трансляцией и заканчивающейся синтезом полипептидных цепей. Регуляция белкового синтеза на уровне трансляции может осуществляться на любом из ее этапов, например на этапе инициации, элонгации и др. Не исключена также возможность изменения времени жизни иРНК под воздействием разных эффекторов, в том числе конечных продуктов метаболических путей. Хотя механизмы регуляции синтеза белка на уровне трансляции еще точно не установлены, ясно, что на этом этапе имеются широкие возможности для регуляции скорости синтеза различных белков. [15]