Молекулярная биология гена - Уотсон Дж.
Скачать (прямая ссылка):
МАТРИЧНАЯ РНК ОБРАТИМО СОЕДИНЯЕТСЯ С РИБОСОМАМИ
Матричную функцию выполняет особая фракция РНК. Па долю этой фракции приходится не более одного или нескольких процентов всей клеточной РНК. Эта РНК обратимо связывается с поверхностью малых
субчастиц рибосом и в среде с низкой концентрацией Mg2+ может затем вновь отделяться от рибосом без нарушения их целостности Поскольку она передает генетическую информацию от гена синтезируемому в рибосомах белку, се назвали матричной ГНК (мРНК) Она передвигается вдоль участков рибосом, па которых происходит синтез белка, при этом ее кодоны занимают положение в котором они могут взаимодействовать с соответствующими Л А ~ тРНК.
Существование мРНК было впервые отчетливо продемонстрировано в опытах с клетками Е. coli, зараженными фагом 12. Попав в клетку, фа го вая ДНК должна образовать РНК-матрицы для большого числа фагоспецифических белков, без которых невозможпа репродукция фага (подробнее об этом см. в гл. 1э). Поэтому для многих биохимиков явилось неожиданностью, что в клетках, зараженных фагом Т2, не удалось обнаружить синтеза новой рРНК. Такого рода результаты могли означать только одно — что pPIIK не служит матрицей для синтеза фагосне цифических белков, а это в свою очередь позволяло предположить, что и в нормальных клетках молекулы рРНК не являются матрицами бел кового синтеза. Когда эти опыты с фагом Т2 получили широкую известность, они стимулировали новые поиски, которые привели к идентификации мРНК сначала в клетках, зараженных вирусами, а потом и в неза-раженных клетках.
СУЩЕСТВУЕТ ДВА КЛАССА’ рГНК, РАЗЛИЧАЮЩИХСЯ 110 ВЕЛИЧИНЕ МОЛЕКУЛ
Во всех рибосомах найдетi молекулы рРНК двух классов Они составляют неотъемлемую часть рибосом и в отличие от мРНК не могут быть удалены из рибосом без одновременного и потного разрушения этих последних Меньшая молекула 16S-pPIIK обнаружена в малой субчастице и имеет мол вес около 0,5 10~в, а большая 23S-pPHK входит в состав бо- и»шой субчастицы и ее мол. вес достигает 1 10е
Кроме того, каждая большая субчастица содержит одиу очень короткую молекулу рРНК, имеющую константу седиментации 5S. Все молекулы рРНК представляют собой одиночные цепи с пе одинаковым со дер Лчанием основании, способных спариваться друг с другом (т е. Г и Ц или А и У). Однако приблизительная эквивалентность все же имеется, и мно гие основания pPIIK в пределах данной цепи спариваются между собой, что веде!' к образованию двухцепочечных шпилек, напоминающих те, которые обнаружены в тРНК
Наличие как одно цепочечных, так и двухцепочечных участков делает трехмерную структуру индивидуальных молекул рРИК нерегулярной, вследствие чего до сих пор не удается получить препараты рРНК, в которых молекулы были бы правильно организованы в пространстве Рентгенограммы рРНК по этой причине размыты сильнее, чем соответствующие рентгенограммы тРИК, таь что извлечь из них какие-либо точпые сведения о структуре рРНК не представляется возможным. С подобной же трудностью мы встречаемся при попытках установить методом рептгено-структурного анализа строение мРНК.
Таким образом, анализ нуклеотидной последовательности — это единственный доступный в настоящее время способ исследования детальной структуры рРНК. Однако в связи с тем, что моаекулы рРПК представляют собой очень длинные полинуклеотидные цепи (1GS-PHK содержит 1520 нуклеотидов, a 23S-PIIK — около 3000 нуклеотидов), такой анализ является значительно болео сложной задачей, чем выяснение пукле-отидпой последовательности тРНК. Тем не менее в настоящее время установлена, хотя еще и пе очень точно, нуклеотидная последовательность
почти всей ценк 16S-pPHK из h. coli, в течение же следующих нескольких лет должпа быть выяснена в общих чертах нуЖлеоитдная последовательность 23S-pPHI\ При рассмотрении таких последовательностей обнаруживается большое число потешциальннл шпитькообразных участков, однако пока у пас ист никаких подходов к выяснению вопроса о толе, каким образом молекула рРГТК складывается в пространстве.
ФУНКЦИЯ БОЛЬШИНСТВА МОЛЕКУЛ рРНК ЕЩЕ ИЕ ИЗВЕСТНА
До недавнего времени не существовало никакой хоть сколько нибудь удовлетворительной гипотезы, о том, почему рибосомы содержат как РНК, так и белок. Но теперь мы считаем, что многие неспаренные основания в РНК принимают участие в связывании тРНК и мРНК с рибосомами Как мы увидим ниже, несколько неспаренных оснований, расположенных недалеко от 3'-конца молекулы 16S~pPHK, образуют, возможно, временные пары с основаниями участка инициации {участка связывания с рибосомами) молекулы мРНК Поэтому теперь мы можем предположит!,, что дальнейшие исследования приведут к обнаружению также н других последовательностей в рРТШ, которые будут комплементарны определенным неизменяемым последовательностям, встречающимся у всех тРНК Но все же трудно понять, почему обе основные молекулы рРНК содержат сотни нуклеотидов, доступпых для специфического связывания. Может быть, большая часть таких взаимодействий происходит фактически мейлу рРНК и различными белками, содержащимися и той те рибосоме Это помогает белкам сохранять совершенно определенную трехмерную струк туру Но даже если jto предположение соответствует действительности, остается все таки непонятным, почему в качестве структурной основы используется РНК, а пе белок сам по себе
