В синтезе белка принимают участие около трехсот различных макромолекул, представленных в клетках эукариот более чем 70-ю рибосомного белка, 20-ю ферментами активации аминокислот и более чем десятью
вспомогательными ферментами, почти 100 ферментами, участвующими в процессе созревания белков (про-цесингу ), а также транспортными и рибосомной РНК в количестве, превышающем семь десятков. Сегодняшним знанием о механизме синтеза белка предшествовали открытия, сделанные в начале 50-х годов XX в. коллективом пол руководством II. Замечннка: белковые молекулы образуются, и аминокислот во фракции рнбону-клсопротеидних частиц находятся ее цитоплазме (рибосомах). В 19.17 г. замочники II. и Хоглаил М. обнаружили, что активация аминокислот и Пахнет присоединения к молекуле тИЧИК <| хьрмснтатни <ннии П | юцес, в котором принимают участие специфические ами-ноаииил-тРИИК-сииггстазы. Кроме того, Крик Ф. обгруипув & в роль ТИМ ИК в этом процессе: одним концом она. Усдимться л карбоксильной группой активированной аминокислоты, а другой ли кляксой (антиколоном) с триплетного нуклеотидноки последовательностью иРНК, кодус иЦиоииилну аминокислоту. Сложный процесс биосинтеза белка можно рассматривать поэтапно (табл. 3.5). Перенос аминоацильнои группы на 2'-или З'-ОН-группу рибозного остатка адениновых нуклеотидов ССА-последовательности на З'-конце тРНК зависит от аминокислоты и аминоацил-тРНК-синтетазы, катализирует образование аминоацил-тРНК. Активирована аминокислота может очень быстро перемещаться с 2'-в З'-положение и обратно. Стадия активации и переноса определенной аминокислоты катализируется одной и той же аминоацил-тРНК-синтетазой. На активацию каждой аминокислоты расходуется энергия двух высокоэнергетических фосфатных связей, что делает суммарную реакцию активации аминокислот практически несвязные-ротный. В ходе преобразования аминокислот в аминоацил-тРНК-комплексы повышается реакционная способность мономерных компонентов, используемых в реакции полимеризации, при взаимодействии аминокислоты со специфической тРНК осуществляется подбор необходимых для синтеза полипептидной цепи соответствующих аминокислот. Лишены способности узнавать кодо-ны в иРНК, аминокислоты приобретают этой функции в составе амино-ацил-тРНК; одновременно активированы карбоксильные группы аминокислот становятся реакционно способными и образуют пептидные связи (-С - NH -) с аминогруппами соседних аминокислот. Молекулы тРНК играют роль конечных адаптер, переводящие информацию, заключенную в нуклеотидной последовательности иРНК, на язык белка. Не меньшее значение в процессе декодирования имеет и второй набор адаптер - молекул аминоацил-тРНК-синтетаз.
Таким образом, генетический код расшифровывается с помощью двух взаимосвязанных наборов адаптер, осуществляющие вы-сокоспецифичну функцию, в результате чего каждая аминокислота может занять место, которое определено ее триплетного нуклеотидной последовательностью в молекуле иРНК, то есть своим рубежом.
На этапах инициации полипептидной цепи, элонгации и тер-минации для осуществления реакций белкового синтеза необходимые рибосомы. Высказывается мнение (Ленинджер А., 1985), что рРНК выполняют роль каркасов для упорядоченного расположения рыбо-сомних полипептидов, ферментативные и другие специфические функции которых пока не установлены для всех белков. По данным рентге-ноструктурного анализа и электронной микроскопии, субчастицы в рибосоме расположены несимметрично, имеют неправильную геометрическую форму и соединены друг с другом таким образом, что между ними остается борозда, через которую проходит молекула иРНК в процессе синтеза полипептидной цепи, а также вторая борозда, удерживает растущий полипептидная цепь. В первой борозде размещается 35 нуклеотидов РНК, а во второй-примерно 30 аминокислот. Рибосомы митохондрий и хлоропластов отличаются от цитоплазматических рибосом эукариот, они имеют большее сходство с 70S-частицами прокариотических организмов.
Синтез белков в митохондриях, хлоропластах и бактериях проходит по общей схеме (Ленинджер А., 1985; Страйер Л., 1985; Албертс Б. и др.., 1986).
Инициация полипептидной цепи. Было установлено, что в Е.соии и других прокариот N-конечной аминокислотой при сборке полипептидной цепи всегда есть остаток N-формил-метионина. Этот и другой факты стали основанием для предположения о значении формильованого метионина как инициатора в процессе синтеза полипептидной цепи. Формильований метионин получается в результате двух последовательных реакций. При этом следует указать на существование двух тРНК: тРНКМе1 и тРНК (Ме1, осуществляющих акцепцию метионина, а также обратить внимание на то, что фермент формилтрансфераза (трансформилаза) не способен формилюваты метионин, находится в свободном состоянии.
Загрузка...