Cтраница 3
Для инициации полипетидной цепи в клетках прокариот необходимы: мРНК, инициирующая ами-ноацил - тРНК, малая и большая субъединицы рибосом. Они собираются в работающий ансамбль с помощью трех белков ( факторы инициации) IF-1, IF-2, IF-3, ионов магния и ГТФ. Инициирующая аминоацил-т РНК у прокариот представлена формилметионин-т РНК, а у эукариот - метионин-т РНК. Стадия инициации начинается с присоединения IF-3 к малой субъединице рибосомы. [31]
ДНК-полимеразы I, но способный синтезировать ДНК с нормальной скоростью. ДНК-полимераза I не наделена способностью инициировать синтез цепей ДНК de novo. Одним из хорошо изученных ферментов, участвующих в стадии инициации репликации ДНК, является специфическая клеточная РНК-полимераза, названная праймазой, которая катализирует синтез короткого олигорибонуклеотида ( от 10 до 60 нуклеотидов), т.е. праймера, с которого затем начинается синтез ДНК. Праймазы различаются как по структуре, так и по специфичности действия. Получены новые данные о существенной роли праймасомы в каталитическом действии фермента. Праймасома представлена ансамблем из 7 различных субъединиц, включающих около 20 полипептидов общей мол. В состав праймасомы входит также комплекс белков dna В и dna С, который вблизи репликационной вилки периодически участвует в формировании специфической вторичной структуры ДНК, подходящей для узнавания праймазой. [32]
Рибосома начинает читать мРНК со строго определенной точки ее последовательности, а именно с той, с которой начинается ее кодирующая часть. Как уже отмечалось, эта точка вовсе не есть самый крайний 5 -концевой нуклеотид мРНК, а как правило, расположена на определенном удалении, иногда значительном, от начала полинуклео-тидной цепи. Рибосома должна каким-то образом узнать начальную точку считывания, связаться с ней, и только тогда начать трансляцию. Комплекс событий, обеспечивающих процесс начала трансляции, обозначается как стадия инициации. В инициации принимают участие специальный инициаторный кодон, инициаторная тРНК и белки, называемые факторами инициации. [33]
Если вместо ГТФ присутствовал его нерасщепляемый аналог, то ассоциация с 50S субчастицей и образование инициаторного промежуточного 708-комплекса происходит нормально, включая правильную установку F-Met - tRNA в Р - участок, но последующего освобождения IF-2 не происходит, что, очевидно, препятствует связыванию очередной аминоацил-т РНК на А-участок и, стало быть, началу элонгации. В то же время, в эксперименте IF-2 с нерасщепляемым аналогом ГТФ могут быть физически отмыты от 708-ком-плекса, и тогда комплекс ничем на отличается от образующегося в результате расщепления ГТФ: он имеет F-Met - tRNA и инициирующий кодон в Р - участке, вакантный А-участок и, таким образом, способен начать элонгацию. Особенно большую аналогию IF-2 обнаруживает именно с EF-G: оба белка близки по молекулярной массе, оба не образуют стабильных комплексов с ГТФ и тРНК, оба имеют дело с N-блокированными производными аминоацил-т РНК и, наконец, оба участвуют в установке таких тРНК в Р - участок рибосомы. Не исключено, что оба белка гомологичны и что IF-2 мог возникнуть из EF-G в процессе эволюционной специализации стадии инициации трансляции. [34]
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. [35]
Для эффективной экспрессии генов необходимо не только, чтобы репрессор был инактивирован индуктором, но также реализовался и специфич. После связывания с цАМФ он приобретает способность присоединяться к специфич. ДНК, резко увеличивая эффективность транскрипции генов соответствующего оперона. При этом САР не влияет на скорость роста цепи мРНК, а контролирует стадию инициации транскрипции-присоединение РНК-полимеразы к промотору. В противоположность реп-рессору САР ( в комплексе с цАМФ) облегчает связывание РНК-полимеразы с ДНК и делает акты инициации транскрипции более частыми. Участок присоединения САР к ДИК примыкает непосредственно к промотору со стороны, противоположной той, где локализован оператор. [36]
Опухоли возникают не только в результате воздействия на организм экзогенных канцерогенов. В организме образуются эндогенные канцерогены, которые могут вызвать спонтанное образование опухоли. Одним из таких эндогенных агентов ( канцерогенов) является 3-гидроксиантраниловая кислота. В связи с этим актуальным является создание высокоспецифических иммуно-диагности-ческих тест-систем для определения в организме эндогенного канцерогенного вещества - 3-гидроксиантраниловой кислоты ( 3 - ГАК) - продукта метаболизма триптофана. В исследованиях [103-105] обнаружено, что появление КБ А, содержащих 3 - ГАК, в организме животных характерно для стадии инициации химического канцерогенеза под влиянием канцерогенов различной химической структуры и отражает специфические для канцерогенеза метаболические нарушения. ГАК была обнаружена в крови больных опухолями различных локализаций, а также в сыворотке крови рабочих ряда профессий ( текстильщики, работники резиновой промышленности), контактирующих с канцерогенными веществами. [37]
РНК в А-участке реагирует с пептидил-т РНК в Р - участке, что осуществляется перенос С-конца пептида на аминоацил-т РНК. Ьперь удлиненная пептидил-т РНК ( точнее ее остаток тРНК) занимает g - участок, а образовавшаяся деацилированная тРНК - Р - участок. На стари III рибосома взаимодействует с EF-G и ГТФ, которые катализируют рремещение пептидил-т РНК ( ее остатка тРНК) вместе с кодоном мат-рцы из А-участка в Р - участок и освобождение деацилированной тРНК 3 Р - участка в раствор. По завершении этого ГТФ гидролизуется, и Е - О, ГДФ и ортофосфат освобождаются из рибосомы. В результате Снова достигается состояние, когда пептидил-т РНК находится в ручастке, а в А-участке установлен следующий кодон матрицы, и он IJQTOB воспринять следующую аминоацил-т РНК. Трансляция всей коди-ующей последовательности матричного полинуклеотида и элонгация рлипептида на рибосоме осуществляются повторением именно таких JHUIOB. Кстати, стадия инициации и стадия терминации трансляции редставляют собой не более, чем модификации представленного здесь бочего элонгационного цикла - см. гл. [38]