 |
Аллостерическая регуляция активности ключевых ферментов метаболических путей Ретроингибирование ключевых ферментов и активация их предшественниками.
|
|
|
|
Все химические реакции в клетке протекают при участии ферментов. Поэтому, чтобы воздействовать на скорость протекания метаболического пути, достаточно регулировать количество или активность ферментов. Обычно в метаболических путях есть ключевые регуляторные ферменты, благодаря которым происходит регуляция скорости всего пути. Они катализируют начальные реакции метаболического пути, необратимые реакции, скорость-лимитирующие реакции или реакции в месте переключения метаболического пути (точки ветвления). Аллостерическая регуляция влияет на скорость и активность ферментативных реакций.
Аллостерическими ферментами называют ферменты, активность которых регулируется количеством молекул субстрата и эффекторами. Присоединение эффектора к аллостерическому центру приводит к изменению третичной(четвертичной) структуры фермента и конфигурации активного центра, что вызывает снижение или повышение ферментативной активности.
Аллостерические ферменты построены из двух и более субъединиц: одни субъединицы содержат каталитический центр, другие имеют аллостерический центр и являются регуляторными. Присоединение эффектора к аллостерической (регуляторной) субъединице изменяет конформацию белка и, соответственно, активность каталитической субъединицы.
Регуляция может быть как положительная(активация),так и отрицательная(ингибирование). Если регуляция осуществляется одним из конечных продуктов данной цепи, то это регуляция называется ингибирование по обратному типу или ретроингоибирование. Такое ингибирование первых этапов катаболизма основано на аллостерических эффектах. Примером аллостерического ингибирования являются ферменты, катализирующие ключевые этапы, например изоцитратдегидрогеназа в цикле ТКК, фосфофруктокиназа в глюколизе.
|
|
|
Биосинтез РНК. Этапы транскрипции. Биологическая роль транскрипции.
Транскрипция – синтез молекулы РНК по матрице ДНК. Транскрибируемые последовательности ДНК – гены. Транскрипция РНК – процесс ферментативной полимеризации рубонуклеозидтрифосфатов. Ферменты – РНК-полимеразы. Последовательность рибонуклеотидов определяется правилами комплементарности(А-У,Г-Ц). Направление 5'-3' (переписывает информацию с ДНК в направлении 3'-5'). Транскрибируется только одна цепь днк.
У эукариот транскрибируемый участок - экзоны - разделены интронами (некодир.уч). У прокариот транскриб.гены- оперон. Транскрипция осуществляется ДНК-зависимыми РНК-полимеразми (если РНК-полимераза 1,то получается. рРнк, 2- мРНК, 3 -тРнк). На 5' конце оперона располагается промоторный участок, который обладает химическим сродством к РНК-полимеразе.(место посадки рнк-полимеразы и днк матрицы).
Этапы транскрипции:1) Связывание РНК-полимеразы с промотором. 2) Инициация – начало синтеза. Образование первой фосфодиэфирной связи. 3) Элонгация – рост цепи РНК. 4) Терминация – завершение синтеза и-РНК.
Инициация транскрипции: РНК-полимераза2 связывается с 3’-концом промоторного участка, ТАТА-боксом (…ТАТААА…), находящимся на 10-25 н. ближе к 3’-концу, чем точка начала транскрипции. Для взаимодействия полимеразы с этим участком требуется несколько белков, основных факторов транскрипции. Ближе к 3’-концу (до ТАТА-бокса) имеются последовательности нуклеотидов, которые обеспечивают эффективность и точность взаимодействия РНК-полимеразы и ДНК (энхансеры, дискриминаторы, репрессоры и др. регуляторные элементы).
Энхансеры – стимулируют транскрипцию связанных с ними генов, называются (усилители);
Сайленсеры – подавляют транскрипцию.
|
|
|
Основные регуляторные белковые факторы транскрипции взаимодействуют с ТАТА-боксом.
Элонгация: В процессе инициации фермент разделяет короткий участок двойной спирали ДНК на 2 отдельные цепочки.
Далее РНК-полимераза продвигается в направлении 3’→5’ матричной цепи.
Рибонуклеозидтрифосфаты комплиментарно связываются на кодирующей цепочке ДНК водородными связями и затем присоединяются к растущей цепочке РНК.
Терминация транскрипции: синтез РНК продолжается до терминирующей последовательности(ААТААА). Дополнительно полимеризуются ещё 15 нуклеотидов, которые затем отщепляются экзонуклеазой. У прокариот сигналами терминации являются 2-цепочечные РНК-шпильки. Синтезированная РНК отщепляется. РНК-полимераза прекращает транскрипцию и диссоциирует с ДНК. Синтезируемая РНК у прокариот вовлекается в биосинтез Б.,а у эукар.подвергается процессингу.
Биолог.роль:в рез-те транскрипции образуются три вида РНК: мРНК взаимодействует с рибосомами и является матрицей, на которой синтезируется полипептидная цепь. тРНК и рРНК участвуют в функционировании белок-синтезирующего аппарата клетки.
Модификация первичного транскрипта мРНК – процессинг:
Сплайсинг (у эукариот)– вырезание некодирующих последовательностей нуклеотидов; Катализируется малыми ядерными РНК (рибозимами) в комплексе с белками. В вырезании одного интрона принимают участи 5 различных мяРНК и несколько белков, образуя в комплексе с мРНК сплайсосому.
Формирование КЭП-структуры;
После завершения транскрипции 5'-конец растущей молекулы РНК блокируется кэп-структурой - 7'-метил-гуанозинтрифосфат, которая защищает РНК от гидролиза 5'-экзонуклеазами.
В конце транскрипции к 3'-концу присоединяется полиадениловая последовательность (полиА), которая может включать до 200 звеньев АМФ (AMP).
Редактирование
проверка и исправление ошибок транскрипции (инициирующий АУГ и терминирующие УАА, УГА, УАГ кодоны). Постоянно транскрибируются - только те гены, которые кодируют структурные белки и ферменты (конститутивные) энергетического и пластического обмена.
Другие гены транскрибируются только в определенных типах клеток, при определенных метаболических условиях или во время дифференцировки.
|
|
|
