Современная генетика. Том 2 - Айала Ф.
ISBN 5-03-000495-5
Скачать (прямая ссылка):
11.9) с образованием Ы-формилметионил-тРНК^16'. Сразу же после начала
синтеза цепи происходит отщепление формильной группы. В то же время у
эукариот инициирующий остаток метионина в метионил-тРНК^6' не формилиро-
ван. Как в прокариотах, так и в эукариотах остатки метионина, находящиеся
внутри полипептидной цепи, переносятся тРНКМе1 второго типа. Инициация
синтеза полипептидной цепи начинается с присоединения малой рибосомной
субъединицы к соответствующему центру связывания на мРНК, включающему
инициаторный метиониновый кодон AUG. Вслед за этим происходит связывание
Ы-формилмс1ионил-тРНК,Мс1 за счет взаимодействия между ее антикодоном и
кодоном AUG (рис. 11.10). В этом процессе участвуют три белковых фактора
инициации: IF1, IF2, IF3. Фактор IF3 сначала связывается с малой
рибосомной субъединицей, что предотвращает ее взаимодействие с большой
субъединицей и открывает возможность связывания с мРНК. В инициатор-ном
комплексе фактор IF2 содержит в качестве кофактора связанный GTP.
Последующее взаимодействие комплекса с большой рибосомной субъединицей
сопровождается вытеснением факторов инициации и расщеплением GTP -> GDP +
Pj. В большой субъединице находятся два участка связывания тРНК-участок
связывания пептидил-тРНК (или Р-участок) и участок связывания аминоацил-
тРНК (A-участок). Инициирующая Ы-формилметионил-тРНК;Ме* прикрепляется к
P-участку. Из всех имеющихся в клетке тРНК только тРНК-'"1" может
участвовать в образовании инициаторного комплекса. Следующий кодон,
стоящий в последовательности мРНК сразу после инициирующего AUG-кодона,
попадает в A-участок, где может происходить его взаимодействие с
аминоацил-тРНК, несущей подходящий антикодон.
Следующая стадия синтеза полипептида представляет собой многократное
повторение цикла присоединения очередной аминокислоты к растущей
полипептидной цепи. Это так называемая стадия элонгации, для
осуществления которой в случае прокариот необходимо участие двух белковых
факторов-EF-Tu и EF-G. Аналогичные факторы элонгации эукариотических
клеток называются EF-1 и EF-2. Фактор элонгации EF-Tu в комплексе с
кофактором GTP связывается с любой аминоацил-
11. Передача информации в клетках
45
тРНК, за исключением ТЧ-формилметионил-тРНК,^1. EF-Tu является одним из
основных белковых компонентов прокариотических клеток (в Е. coli его
содержание составляет до 6% от суммарного клеточного белка). Вероятно,
аминоацил-тРНК постоянно находятся в комплексе с EF-Tu и в свободном виде
практически не существуют. Комплекс амино-ацил-тРНК : EF-Tu :GTP
связывается с A-участком рибосомы, при этом в зависимости от находящегося
в A-участке кодона будет связываться именно та аминоацил-тРНК, антикодон
которой окажется комплементарным кодону, то есть сможет образовать с ним
эффективную систему водородных связей. Затем происходит высвобождение из
комплекса фактора EF-Tu, сопровождающееся гидролизом GTP -> GDP +Р;.
После того как подходящая аминоацил-тРНК связалась с А-участ-ком,
происходит образование пептидной связи при участии пептидил-трансферазы-
фермета, входящего в состав большой рибосомной субъединицы. Остаток
формилметионина переносится с тРНК|'Ле* на NH2-rpynny следующего
аминокислотного остатка, находящегося в виде аминоацил-тРЕ1К в A-участке.
При этом образуется пептидил-тРНК (рис. 11.11). Энергия, необходимая для
этого процесса, по-видимому.
А Свободные компоненты
Малая субъединица рибосомы
Б Инициаторный комплекс
4-
(JIF2WGTP) fMet
ш
/V-Формил- г метионил-
тРНКМе1
и А С
5' I I I I I I I I I У
A U G
Матричная РНК
fMet
В Полностью собранная рибосома
Рис. 11.10. Образование целой рибосомы протекает через инициаторный
комплекс при участии трех белковых факторов ини-
50S
50S
циации (IF). Необходи-
СD (r) (Ц GE) (ТП)
Большая субъединица рибосомы
мая энергия поставляется за счет гидро-ли за GTP.
46 Экспрессия генетического материала
А Полностью собранная рибосома
Б Заполнен А-участок
В Образовалась пептидная связь Г Осуществилась транслокация
.С
(ОПР) (r)
^г=г5'т'Т"11 гт:Т'~Г->~
' 5''<^0&Н6ииА '
N
Транслокация г Ч / А- |
^1 ! уч"с4
(c) Р \ток/
fMet'
(Pj) fMet '
/Val
Ef-Tu
мРНК
Ef-G
Д
I,
-•"O
Растущая полипептидная цепь
Рис. 11.11. А-Г. Циклический процесс образования пептидной связи Д.
Изображение рибосомы, связанной с мРНК, выполненное на основе данных
электронной микроскопии высокого разрешения. Обратите внимание,
что растущая полипептидная цепь выходит через отверстие в большой
субъединице рибосомы. (По Bemabeu С., Lake J. А. 1982. Proc. Nat. Acad.
Sci. USA, 79, 3111.)
11. Передача информации в клетках 47
Рис. 11.12. Несколько 708-рибосом Е. coli, му. (Courtesy of Prof.
Barbara Hamkalo,
продвигающихся вдоль образующейся цепи University of California, Irvine,
and Prof. Oscar
мРНК (to есть в процессе синтеза самой L. Miller, Jr., University of
Virginia)
мРНК) формируют так называемую полисо-
возникает за счет гидролиза связи N-формилметионина с тРНК,^е'. В
