А-участок
Cтраница 3
Взаимодействуя с, терминирующим кодоном и рибосомой, факторы терминации ( RF-1 и RF-2 прокариот или RF эукариот) как бы имитируют посадку аминоацил-т РНК в А-участок транслирующей рибосомы. Однако вместо последующей атаки сложноэфирной связи пептидил-т РНК аминогруппой аминоацил-т РНК имеет место атака той же связи молекулой воды. [31]
После нахождения 40S субчастицей с инициаторной тРНК инициирующего кодона она присоединяет свободную нативную 60S субчастицу, давая в результате образование 80S рибосомы, где инициаторная метио-нил - тРНК находится в Р - участке, а А-участок вакантен. [32]
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. [33]
Процесс элонгации принято делить на 3 стадии: узнавание кодона и связывание аминоацил-т РНК, образование пептидной связи и транслокация. На I стадии в соответствии с природой кодона мРНК в свободный А-участок рибосомы доставляется аминоацил-т РНК при участии фактора элонгации Tu. Этот процесс требует затраты энергии и сопряжен с гидролизом ГТФ и образованием прочно связанного комплекса Tu-ГТФ. Образовавшийся комплекс подвергается диссоциации только в присутствии второго фактора элонгации Ts, при котором освободившийся фактор Tu может вновь, соединяясь с молекулой ГТФ, принять участие в доставке аа-т РНК в рибосому. С этого момента начинается II стадия элонгации-образование первой пептидной связи. Для этого в рибосоме осуществляется ферментативная реакция транспептидирования между формилметионил-т РНК в П - центре и новой аа-т РНК в А-центре. В процессе этой реакции остаток формилметионина переносится на свободную NH2 - rpynny аа-т РНК и замыкается первая пептидная связь в будущей полипептидной цепи. Параллельно из пеп-тидильного центра освобождается тРНК Мет в цитозоль. Фермент, катализирующий реакцию транспептирования, получил название пептидил-трансферазы ( рис. 14.7); он, вероятнее всего, является составной частью белков 50S субчастицы. [34]
Уже говорилось, что факторы терминации узнают терминирующий кодон, установленный именно в А-участке рибосомы. Прежде всего, кодонзависимое связывание RF возможно только после транслокации пептидил-т РНК из А-участка в Р - участок. В экспериментах in vitro можно прямо связать триплет AUG и инициатор-ную F-Met - tRNA с Р - участком вакантной рибосомы, а затем добавить RF и триплет UAA ( или UAG, или UGA); последние связываются и индуцируют гидролиз F-Met - tRNA в Р - участке с освобождением свободного формилметионина. Довольно очевидно, что в указанном случае терминирующий триплет и RF попадают в вакантный А-участок. Тот факт, что супрессорная аминоацил-т РНК с EF-TU и ГТФ, несущая антикодон, комплементарный терминирующему кодону, конкурирует с RF в процессе трансляции, тоже говорит об А-участке как месте связывания RF. Такие ингибиторы А-участка рибосомы, как тетрациклин и стрептомицин, ингибируют кодонзависимое связывание факторов терминации с рибосомой. EF-G, стабильно связанный с рибосомой ( например, в присутствии фусидовой кислоты), мешает как связыванию комплекса Aa - tRNA EF-TU GTP, так и RF с рибосомой. Белок прокариотической рибосомы L7 / L12, образующий боковой стержень на 50S субчастице, способствует как связыванию факторов элонгации, так и RF. Данные по ингибированию кодонзависимого связывания RF антителами к индивидуальным рибосомным белкам подтверждают, что место связывания RF сильно перекрывается одновременно с А-участком и участком связывания факторов элонгации. [35]
РНК - З - комец 16S РНК Бязывающей, но и тРНК - связы - Ьющей активности. Было не ясно, однако, насколько перечисленные белки причастны к формированию именно Р - участка, а не А-участка рибосомы. [37]
 |
Схема цикла элонгации при биосинтезе белка на рибосоме. [38] |
После переноса пептидного остатка аминоацил-т РНК, находящаяся в А-участке, превращается в пептидил-т РНК. В соответствии с общей схемой матричного биосинтеза за этим должна следовать транслокация, перемещающая ее в Р - учас-ток и освобождающая А-участок для отбора следующей аминоацил-т РНК. [39]
Уже отмечалось, что транслокация сопровождается перемещением матричного полинуклеотида на один кодон. В процессе этого сдвига и после него связь между антикодоном пептидил-т РНК и кодоном матрицы сохраняется; кодон-антикодоновый комплекс движется, по-видимому, как целое из А-участка в Р - участок рибосомы. [40]
С одной стороны, в системах in vitro довольно удовлетворительную инициацию с участием факторов инициации можно получить, используя некоторые N-блокированные аминоацил-т РНК, например, N-ацетилфенилаланил-т РНК ( N-Ac-Phe - tRNAPhe) в системе с поли ( Щ Блокирование NH2 - rpynnbi аминоацильного остатка аминоацил-т РНК необходимо, по-видимому, для взаимодействия с IF-2 и для большей вероятности правильного попадания и ориентации в Р - участке рибосомы, а также для последующей хорошей реактивности с очередной аминоацил-т РНК в А-участке. Однако и это требование не является совсем абсолютным: любая аминоацил-т РНК без факторов инициации может сесть в Р - участок вакантной рибосомы в соответствии с кодоном матричного полинуклеотида, после чего другая аминоацил-т РНК может занять А-участок, и между ними произойдет реакция с образованием первой пептидной связи. Именно так начинается трансляция поли ( и) с участием Phe - tRNA в простейших бесклеточных системах. [41]
Транслокация мыслится как операция винтового перемещения тРНК, включающая поворот относительно оси, проходящей через антикодон и акцепторный конец, по часовой стрелке ( если смотреть от антикодона) и трансляцию вдоль той же оси в направлении акцепторного конца. В результате деацилированная тРНК оказывается выведенной из Р - участка и диссоциирует из комплекса со своим кодоном; пептидил-т РНК оказывается в Р - участке, а угол ее тРНК располагается у основания L7 / L12 - стержня; А-участок теперь вакантен. [42]
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. [43]
Необходимые факторы: FR-1 воспринимает триплеты УАА и УАГ; FR-2 воспринимает УАА и У ГА; ГТФ. Терминирующие кодоны ( бессмысленные, нонсенс-кодоны) не имеют для себя аминоацил-т РНК. Кодоны, поступив в А-участок, воспринимаются факторами FR-1 или FR-2, которые индуцируют пептидилэстеразную активность, вследствие чего отщепляется синтезировавшийся полипептид. Весь комплекс трансляции диссоциирует на составные части. На основе взаимодействия радикалов аминокислотных остатков полипептидной цепи спонтанно формируются вторичная, третичная, а у олигомерных белков и четвертичная структуры. [44]
Тем не менее, даже принимая последнее объяснение, нельзя исключить, ч то до ухода EF-TU молекула аминоацил-т РНК не вполне аккомодирована в А-участке, в том смысле, что ее акцепторный конец может удерживаться белком от вхождения в пептидилтрансферазный центр. В этом смысле можно было бы пользоваться понятием R-участка для обозначения положения аминоацил-т РНК, сильно перекрываемого с ее окончательным положением в А-участке. В дальнейшем изложении, однако, А-участок будет пониматься только в структурном смысле, как место на рибосоме, где аминоацил-т РНК взаимодействует с кодоном мРНК, смежным с тем, что удерживает пептидил-т РНК в Р - участке. Если имеется ряд промежуточных перекрываемых положений амино-ацил - тРНК, то они будут рассматриваться как положения в пределах одного структурного участка. [45]
Страницы: 1 2 3 4