Молекулярная биология клетки - Уилсон Дж.
ISBN 5-03-001999-5
Скачать (прямая ссылка):
то, что скорость транскрипции мРНК ферритина не зависит от количества
железа. Во-первых, добавление железа не приводит к увеличению содержания
мРНК ферритина. Как показывают данные в столбце "Приведенный ферритин",
общее количество мРНК ферритина после добавления физиологического
раствора или железа практически одно и то же. Во-вторых, ингибитор
синтеза РНК-актиномицин D-не влияет на содержание суммарной мРНК
ферритина. Если бы повышение синтеза ферритина, индуцированное
добавлением железа, происходило вследствие увеличения содержания мРНК
ферритина, то повышение уровня синтеза мРНК было бы значительным и
блокировалось бы актиномицином D.
В. В основном влияние железа состоит в изменении распределения мРНК
ферритина между фракцией полисом и супернатантом. В отсутствие железа
около 50% мРНК ферритина не связано с полисомами. В присутствии железа
около 90% мРНК ферритина находится во фракции полисом. Следовательно, в
присутствии железа фракция мРНК ферритина, связанная с полисомами,
увеличивается примерно в два раза. Такой переход от свободной мРНК к
мРНК, связанной с полисомами, хорошо объясняет двукратное возрастание
синтеза ферритина в присутствии железа, поскольку белок транслируется
лишь с мРНК, связанной с полисомами.
Молекулярный механизм, препятствующий связыванию мРНК ферритина с
рибосомами и ее переходу во фракцию полисом, еще неясен. Гены ферритина
крысы, человека, курицы и лягушки содержат высококонсервативную
последовательность протяженностью 28 нуклеотидов (элемент, определяющий
реакцию на железо), расположенную на 5'-конце этих генов и необходимую
для того, чтобы ген мог регулироваться железом. По-видимому, белок-
регулятор, чувствительный к железу, связывается с этими областями мРНК
ферритина и мешает посадке рибосом. В присутствии железа мРНК ферритина
освобождается и связывается с рибосомами, вследствие чего уровень синтеза
ферритина повышается. Поскольку белок-регулятор не связывается с мРНК
ферритина, эта мРНК может транслироваться.
Литература: Zahringer, J.; Baliga, В. S.; Munro, H.N. Novel
mechanism for translational control in regulation of ferritin synthesis
by iron. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 73, 857-861, 1976.
Liebold, E.A.; Munro, H.N. Cytoplasmic protein binds in vitro to a
highly conserved sequence in the 5' untranslated region of ferritin
heavy- and light-subunit mRNAs. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85, 2171-2175,
1988.
-25
А. Концентрация рибосом в лизате ретикулоцитов равна 2,5 х 10 ~7 М, а
концентрация HCR, которая полностью блокирует синтез белка, составляет
5,6 х 10"9 М.
1 мг 1000 мл моль [Рибосомы] = х
мл л 4-106
1 г
103 мг
, [Рибосомы] = 2,5 х 10 7 М,
___ 1 мкг 1000 мл моль 1 г
[HCR] =--------х----------х
мл л 180000 г 10бмкг'
[HCR] = 5,6 x 10-9 М.
Таким образом, при полной остановке синтеза белка соотношение
молекул HCR и рибосом равно 1:45 (2,5 х 10-7/5,6 х х 10_ 9 = 45).
Поскольку на глобиновую мРНК приходится в среднем 4 рибосомы, соотношение
молекул HCR и глобиновой мРНК составляет примерно 1:10.
Б. Соотношение между числом молекул HCR, с одной стороны, и
количеством рибосом и молекул глобиновой мРНК, с другой стороны, не
свидетельствует о том, что HCR подавляет синтез белка, связываясь
стехиометрически с каждым из этих компонентов. Однако исходя только из
этого соотношения нельзя исключить возможность того, что HCR
стехиометрически инактивирует некоторые другие факторы, необходимые для
синтеза белка, содержание которых в десятки раз ниже содержания
глобиновой мРНК.
В настоящее время известно, что HCR представляет собой
протеинкиназу, которая инактивирует синтез белка по каталитическому пути.
HCR фосфорилирует фактор инициации eIF-2.
Литература: Farrell, P.J.; Balkow, К.; Hunt, Т; Jackson, R.J.;
Trachsel, Н. Phosphorylation of initiation factor eIF-2 and the control
of reticulocyte protein synthesis. Cell 11, 187-200, 1977.
10-26
Результаты, полученные на 12 мутантах, свидетельствуют о том, что
в регуляторном взаимодействии участвует новосинте-зированный белок, а не
РНК. Единственные мутанты, у которых наблюдается ответ дикого типа на
повышение содержания внутри клетки свободных димеров тубулина, это те, у
которых сохранились нуклеотиды, кодирующие аргинин (R) и глутаминовую
кислоту (Е). Крайне маловероятно, чтобы на взаимодействии с мРНК не
сказывались именно те изменения, которые не затрагивали
последовательность аминокислот.
Хотя четко установлено, что критическим элементом в
саморегуляции синтеза тубулина являются аминокислоты на N-конце белка,
однако механизм, посредством которого узнавание этого элемента ведет к
изменению стабильности мРНК, неясен.
Литература: Gay, D. A.; Yen, Т. J.; Lau, J. Т. Y.; Cleveland, D.
