Малые ядрышковые РНК (мякРНК)

Малые ядерные РНК - особые РНК эукариот. Некоторые из них участвуют в процессинге, входя в сложный комплекс - сплайсингосому. Они способствуют вырезанию интронов из пре-мРНК и последующему сшиванию концов экзонов. Такие мяРНК называются U-PHK из-за необычайно большого количества в них урацила и его модифицированных форм.МяРНК функционируют в комплексе с белками, образуя малые ядерные рибонуклеопротеины (мяРНП).

Транспортная РНК.

1. На З'-конце молекулы всегда находятся четыре неспаренных нуклеотида, причем три из них - это обязательно ССА. 5' и З'-концы молекулы РНК образуют акцепторный стебель, благодаря комплиментарному спариванию 7 нуклеотидов.

2. У всех молекул имеется шпилька ТψС, обозначаемая так потому что она содержит два необычных остатка: риботимидин (Т) и псевдоуриднн (ψ), ТринуклеотидTψC всегда расположен в одном и том же месте петли. Сама шпилко состоит из 5 спаренных оснований, включая пару GC, кот.находится перед петлей.

3. В антикодоновой шпильке стебель всегда представлен семью спаренными основаниями. Триплет, комплементарный родственному кодону – антнкодон - находится в петле, состоящей из семи неспареных нуклеотидов.

4. Еще одна шпилька состоит из стебля длиной три-четыре пары нуклеотидов и петли варьирующего размера, часто содержащей урацил в восстановленной форме -дигидроурацил (Д-петля).

Процесс трансляции. Стадии синтеза белка.Аминоацил-тТРНК-синтетазы (АРСазы), строение, функции.Претрансферное и посттрансферное редактирование ошибочного синтеза аминоацил-тРНК.Этап инициации трансляции. Рамка считывания. Универсальный код. Старт-кодон, первая аминокислота. Факторы инициации.RBS-участки мРНК, последовательность Шайна-Дальгарно. трансляционно-инициаторные районы.Факторы элонгации. Элонгационный цикл. Терминация, стоп-кодоны. Факторы терминации.Особенности процесса трансляции у эукариот.

Трансляция — это перевод информации, заложенной в последовательности нуклеотидов мРНК, в последовательность аминокислотных остатков полипептидных цепей. В ходе трансляции синтезируются все белки клетки. Сначала происходит активирование аминокислот и присоединение их к соответствующимтРНК. Затем протекает сборка полипептидной цепи на рибосомах, что иногда называют собственно трансляцией. Как и другие матричные процессы, трансляция протекает в три этапа: инициация, элонгация, терминация.

Активирование аминокислот. Реакции протекают в растворимой части цитоплазмы.

На этой стадии происходит:

· активирование аминокислот за счет энергии АТФ,

· «узнавание» (рекогниция) тРНК своих аминокислот с помощью специальных ферментов,

· акцептирование этих аминокислот.

Аминокислоты активируются особыми ферментами — аминоацил-тРНК-синтетазами (иногда их называют сокращенно АРСазами - осуществляют присоединение аминокислоты к молекуле транспортной РНК) и присоединяются к определенным тРНК. Ферменты обладают двойной специфичностью: к определенной аминокислоте и к соответствующей ей тРНК. Реакция активирования протекает в каталитическом центре фермента в два этапа.

I. АТФ + аминокислота => связанный с ферментом промежуточный продукт – аминоациладенилат. СООН-группа аминокислоты связывается ангидридной связью с б'-фосфатной группой АМФ с выделением пирофосфата, при этом аминоациладенилат приобретает от АТФ часть энергии, необходимой для образования пептидной связи.

I. II.

II. Перенос аминоацильного остатка на специфическуютРНК. СООН-группа аминокислоты образует сложноэфирную связь с З'-ОН-группой концевого аденозинового остатка тРНК.

Итог реакции: этерификация каждой аминокислоты соответствующей молекулой тРНК, т. е. образование аминоацил-тРНК. В ходе этого процесса каждая аминокислота активируется и связывается со специфичной для нее «своей» тРНК. Молекулы тРНК нагруженные аминокислотой переносятся к рибосомам, где образуется полипептидная цепь. =>тРНК – адаптер, приспособленный для включения аминокислот в растущую цепь в определенном порядке.

Некоторые аминокислоты отличаются друг от друга очень слабо, например, лишь одной метильной группой (изолейцин и валин, аланин и глицин). Для таких случаев во многих аминоацил-тРНКсинтетазах эволюционировали механизмы, избирательно расщепляющие ошибочно синтезированные продукты. Процесс их распознавания и гидролиза называют редактированием. Избирательное расщепление аминоацил-аденилата называют претрансферным редактированием, так как оно происходит до переноса аминокислотного остатка на тРНК, а расщепление готовой аминоацил-тРНК — посттрансферным редактированием. Претрансферное редактирование, как правило, происходит в том же активном центре, что и аминоацилирование. Посттрансферное редактирование требует попадания 3'-конца аминоацил-тРНК с прикреплённым к нему остатком аминокислоты во второй активный центр аминоацил-тРНКсинтетазы — редактирующий. Этот второй активный центр есть не у всех аминоацил-тРНКсинтетаз, а у тех, у которых есть, находится в отдельном домене глобулы фермента. Встречаются также свободно плавающие ферменты, участвующие в посттрансферном редактировании. После гидролиза разъединённые аминокислота и тРНК (или аминокислота и АМФ) высвобождаются в раствор.

Инициация. Инициация — это одна из наиболее сложных стадий трансляции. На этой стадии из отдельных компонентов собирается аппарат для синтеза белка и протекают подготовительные реакции:

1. Сборка рибосом – организующих центров процесса трансляции. Если рибосома не связана с мРНК, она диссоциирует на составляющие ее субъединицы (у прокариот — 30S и 50S, в эукариотических клетках — 40S и 60S).

2. В процессе трансляции полипептидная цепь начинает строиться с N-конца и завершается С-концом, т. е. имеет направление NН2àСООН.

3. Началом синтеза белка в мРНК является сочетание трех нуклеотидов; АУГ. Если эти нуклеотиды стоят внутри цепи мРНК, то они кодируют аминокислоту метионин. Предполагают, что в некоторых случаях инициирующим кодоном может быть ГУГ (будучи внутренним, он кодирует аминокислоту валин).

4. В клетках прокариот существуют две метиониновыетРНК.

· тРНК_м^мет – акцептирует остатки аминокислоты метионина и включает их в полипептидные цепи.

· тРНК_ф^мет – служит для инициации синтеза белков, т. е. является инициаторной.

Обе эти тРНК акцептируют аминокислоту метионин, образуя метионил-тРНК.

Еслм метионин присоединяется к тРНК_ф^мет, то происходит реакция трансформилирования с образованием формилметионин-тРНК_ф^мет. Блокирование аминогруппы метионина формильным остатком позволяет этой аминокислоте первой встать в рибосому, начать рост полипептидной цепи.

5. Факторы инициации трансляции: IF-1, IF-2, IF-3 + ГТФ

Результат: собранная и готовая к синтезу рибосома

6. Функциональные центры – полости в рибосоме, где специфически связываются молекулы, участвующие в синтезе. 30S субъединица отвечает за выбор и связывание аминоацил-тРНК. Аминоацил-тРНК связывается в А-сайте/аминоацил-тРНК-связывающем на 30S субъединице, остальное свешивается в 50S субъединицу. Рядом с А-участком располагается Р-участок/пептидил-тРНК-связывающий, куда помещается пептидил-тРНК. Формилметионин-тРНК_ф^мет занимает Р-сайт, ее антикодон УАЦ связан с кодоном АУГ на мРНК. А-сайт свободен, в него встает след.кодон мРНК и соответствующая ему амиоацил-тРНК.

Уэукариот инициаторной (первой) также является метионил-тРНК, однако в отличие от таковой прокариот она не формилируется, а реагирует с факторами инициации eIF-1, elF-2, elF-3, с 40S- субчастицей рибосом и мРНК. Реакции идут по той же схеме, что и у прокариот.

Так на стадии инициации собирается весь аппарат для синтеза полипептидной цепи. Факторы инициации повторно используются для инициации синтеза новых цепей.