 |
Вырожденность. Универсальность кода. . Трансляция
|
|
|
|
ВЫРОЖДЕННОСТЬ.
На 20 различных аминокислот, участвующих в образовании белков, приходится 64 возможных кодона. Означает ли это, что несколько кодонов могут определять одну и ту же аминокислоту, т. е. является ли код вырожденным? После тех опытов, которые уже описаны получено множество подтверждений вырожденности кода. Из 64 триплетов 61 кодируют аминокислоты и только 3 остальных выполняют функцию сигнала о конце считывания информации. Различные аминокислоты кодируются различным количеством триплетов - метионин-1, лейцин-6, большинство от 2 до 4. Вырожденность имеет большое биологическое значение, позволяя противостоять губительному действию мутаций. В самом деле, если бы код не был вырожденным ( 20 аминокислот - 20 смысловых триплетов и 41 - бессмысловой), то в 2 случаях из 3-х изменение одного основания неизбежно приводило бы к остановке синтеза пептидной цепи, в случае вырожденности кода модификация одного основания в большинстве ведет к замене 1 аминокислоты на другую и синтез пептида продолжается.
Наконец, если все-таки заменилась аминокислота, она может быть взаимозаменяемой или же не входить в активный центр белка, т. е. не теряется биологическая активность данного белка. Большинство синонимов (триплеты, кодирующие одну аминокислоту) отличаются по последнему нуклеотиду.
УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ КОДА.
Если любой триплет кодирует одну и ту же аминокислоту у всех живых существ, то код является универсальным. Вопрос разрешен практически: полиУ одинаково стимулирует включение включение ФЕН in vitro в присутствии рибосом и F ка бактериального так и животного происхождения (полиЦ - ПРО, полиА - ЛИЗ).
Ф??, Эренштейн и Лимпри синтезировали Нb in vitro, используя рибосомы и м-РНК кролика и тРНК и аминоацил-тРНК-синтазы из E. coli - продукт (Hb) идентичен был кроличьему. Это все подтверждает общее происхождение генетического кода живых систем, происходящих из одной и той же клеточной системы. 3, 1млрд. лет Возникновение жизни из живой материи клетка многок2млн. лет
|
|
|
леточные организмы Homo sapiens.
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ КОДА. Считывание происходит со строго определенной точки (сдвиг
ТРАНСЛЯЦИЯ
(синтез белка)
I э. - подготовительный - иннициация и образование аминоацил-тРНК.
II э. - собственно трансляция.
III э. - пострибосомная трансформация.
I этап - на первой стадии белкового синтеза 20 аминокислот активируются путем присоединения через сложноэфирную связь к тРНК, этот процесс катализирует специфический по отношению к каждой аминокислоте и каждой тРНК аминоацил-тРНК-синтазой поэтому настолько специфично различают природные аминокислоты?, что возможность ошибки в условиях внутри клетки много меньше 1 на 104 (10 тыс. ) это очень важно, т. к. в дальнейшем аминоацил-тРНК распознается не по аминокислоте, а по кодону.
Дальнейшие процессы протекают уже в рибосомах. У бактерий структура рибосом исследована подробно, константа седиментации 70 S, в определенных условиях диссоциирует на 2 субъединицы 50 S и 30 S, каждая из которых содержит 60-70%-РНК-компонентаи и до 50 различных белков(30-40%), некоторые белки выполняют каталитические функции, составной частью 50 S -субъединицы является пептидилтрансфераза, кроме этого выделяют 2 активных участка П(пептидильный) и А (аминоацильный).
После образования амиоацил-т-РНК и прихода мРНК из ядра в цитоплазму начинается иннициация путем образования иннициирующего комплекса из м-РНК, 30 S субъединицы рРНК и иннициирующей аминоацил-т-РНК, несущей на себе N-формилметионин (сейчас доказано, что у большинства бактерий синтез почти всех белков начинается с аминокислоты метионина, недаром следовательно предусмотрено, что МЕТ кодируется 1 триплетом ) и следоватедьно все матричные РНК начинаются с кодона, кодирующего МЕТ).
|
|
|
Этот комплекс присоединяет к себе при участии нескольких белковых факторов иннициации (F) и ГТФ субъединицы 50 S и рибосома готова ко второму этапу.
II. Собственно трансляция
а) присоединение в аминоацильном участке аминоацил-т-РНК ( кодон-антикодон -Н2-связь методом проб и ошибок)
б) образование пептидной связи (пептидилтрансферазная реакция), в П участке - не нагруженная т-РНК, в А - т-РНК с дипептидом
в) изменение конформации рибосом, за счет гидролиза ГТФ - транслокация.
И все повторяется сначала до тех пор пока в А один из бессмысленных терминирующих кодонов - это сигнал об окончании считывания м-РНК - терминация полипептидной цепи - происходит разделение компонентов на исходный состав, участвуют белковые факторы терминации R.
Обычно 1 мРНК транслирует несколько рибосом (полирибосом)
III этап - пострибосомные трансформации
После снятия с рибосом полипетидная цепь подвергаетсянекоторым изменениям (пострибосомные или посттрансляционные модификации):
а) фрагментация (часто при этом биологическая активность образуется? )
б) фосфорилирование (иногда свойства меняются) в) гидроксилирование (ПРО
|
|
|
