Компартментализация у эукариот

В отличие от прокариот, у которых биосинтез белка происходит непосредственно во время транскрипции соответствующих мРНК, для эукариот характерна строгая компартментализация всех процессов, происходящих во время биосинтеза белка, в том числе и компартментализация трансляции.

Трансляция мРНК секреторных и мембранных белков (обычно они составляют 3—15 % от всех синтезируемых клеткой белков) происходит на рибосомах, связанных с гранулярной эндоплазматической сеткой.^[16] По классическим представлениям, ещё 35—45 % рибосом связаны с цитоскелетом, а оставшиеся 20—40 % рибосом находятся в несвязанном состоянии в цитозоле.^[17] Однако высказываются предположения, что свободные рибосомы являются артефактом, и в клетке они связаны с так называемой микротрабекулярной решеткой, образованной особым типом филаментов.^[18] Впрочем, по другим данным, само существование микротрабекулярной решетки ставится под сомнение,^[19] так что вопрос о существовании активных несвязанных рибосом остаётся открытым.

В настоящее время высказывается гипотеза, что трансляция у эукариот происходит не во всей цитоплазме клетки, а в отдельных областях цитоплазмы, условно называемых «трансляционными компартментами».^[20] Предположительно, в состав трансляционного компартмента входят следующие структуры:

· рибосомы с присоединенными к ней белковыми факторами, матричной и транспортными РНК;

· так называемые кодосомы — сложные белковые комплексы, в которые входят 7-9 аминоацил-тРНК синтетаз, пирофосфатаза, циклические нуклеотиды, ионы магния и липиды;^[21]

· eEF1H — тяжёлая (англ. heavy), или полная, форма фактора элонгации 1. Он содержит 4 фактора элонгации (eEF1A, eEF1Bα, eEF1Bβ, eEF1Bγ).^[22]

Компартментализация трансляции обеспечивает высокую скорость биосинтеза белка и широкие возможности регуляции этого процесса.^[20]

38. тРНК: строение и свойства

тРНК Основными задачами тРНК является: а) трансформация генетической информации, закодированной в иРНК, в информацию о первичной структуре белка; б) перенос аминокислотных остатков к месту синтеза белка. тРНК – это небольшие молекулы, состоящие из 73 – 93 нук- леотидов, что соответствует относительной молекулярной массе 24000 – 31000. На долю тРНК приходится около 10 – 15 % общего количества клеточной РНК. В тРНК присутствуют модифицирован- ные (минорные) азотистые основания (псевдоуридин, дигидроуридин, тимидин, 7-метилгуанозин, инозин и др.). Их доля может достигать до 25 %. На 3’-конце всех тРНК находится тринуклеотидная после- довательность ЦЦА. Более половины оснований тРНК образуют внутрицепочечные пары по принципу комплементарности. Таким образом, формируется вторичная структура, получившая название клеверного листа. В ней выделяют (риса) дигидроуридиловую ветвь, содержащую до 3 остатков дигидро- уридина; б) псевдоуридиловую ветвь, содержащую минорные азотистые ос- нования псевдоуридина; в) антикодоновую ветвь, в центре которой находится антикодон, ко- торый комплементарен в антипаралельном направлении кодону иРНК; г) дополнительную ветвь. Число составляющих ее нуклеотидов варь- ирует от 3 до 20. В некоторых тРНК данная ветвь отсутствует; д) акцепторную ветвь с универсальной 3'-концевой последовательно- стью ЦЦА, служащей акцептором остатка аминокислоты. который присоединяется к 3’- или 2’-гироксильной группе остатка рибозы последнего нуклеотида (рис. 5.9).. 5.8):

На рис. 5.10 показана нуклеотидная последовательность и вто- ричная структура дрожжевой аланиновой тРНК.

Рис. 5.11. Трехмерная структура фенилаланиновой тРНК дрожжей

Каждая аминокислота, как правило, имеет несколько соответствующих ей тРНК, которые называются изоакцепторными. Изоакцепторные тРНК отличаются антикодонами и используются для счи- тывания разных кодонов иРНК, соответствующих одной и той же аминокислоте. Общее число генов тРНК в различных организмах сильно варь- ирует (у Escherichia coli их около 70, у шпорцевой лягушки Xenopus laevis около 7 000, у человека – 1300.). Каждый ген тРНК может быть представлен в геноме десятками копий.

Гетероядерные РНК (гяРНК) представляют собой смесь транскриптов и находится в ядре. Некоторые из них являются пер- вичными транскриптами, другие частично процессированными. Малые ядерные РНК (мяРНК) – короткие молекулы, прини- мающие участие в созревании РНК. Их размер составляет от 65 до 1000 и более нуклеотидов.