Пластический поток, механизмы активации аминокислот.Характеристика ферментов. Энергитический поток. Роль АТФ и ГТФ.

АТФ и ГТФ как источники энергии. на включение одной аминокислоты в каждую полипептидную цепь, клетка затрачивает 4 макроэргических связи: 2 из АТФ в ходе реакции,катализируемой аа-тРНК синтетазой(в процессе активации аминокислот расщепляется на АМФ и пирофосфат) и 2 молекулы ГТФ: одна используется на связывание аа-тРНК в А-центре рибосомы, а вторая затрачивается на стадию транслокации. К этому следует добавить использование ещё двух макроэргических связей молекул АТФ и ГТФ на инициацию элонгацию и терминацию.

Механизмы транскрипции,рекогниции, инициации,элонгации терминации. Рибосома как молекулярная машина для сканирования генетической информации.

Транскрипция - первая стадия реализации генетического материала клетки.В ходе процесса образуется молекула м-РНК служащая матрицей синтеза белков.

стадии транскрипции:

инициация. акитивация большим белком - TATAфактором. его присоединение облегчает взаимодействие промотора с РНК-полимеразой.Факторы инициации вызывают изменение конформации РНК-полимеразы и обеспечивают образование транскрипционной вилки.после того, как синтезирован олигонуклеотид из 8-10 нуклеотидных остатков, субъединица отделяется от РНК-полимеразы, на её место присоединяется несколько факторов элонгации.

Элонгация: факторы элонгации повышают активность РНК-полимеразы и облегчают расхождение цепей ДНК синтез молекул РНК идет от 5' к 3' концу комплементарной матричной Днк. На этой стадии в области транскр. вилки разделены 18 пар нукл. ДНК. растущий конец РНК образует гибридную спираль. 12 пар нуклеотидов с матричной цепью ДНК от рнк-п 3' к 5' концу впереди цепь расходится, позади- идет восстановление спирали ДНК.

Терминация — окончание синтеза белка, осуществляется, когда в А-сайте рибосомы оказывается один из стоп- кодонов — UAG, UAA, UGA. Из-за отсутствия тРНК, соответствующих этим кодонам, пептидил-тРНК остаётся связанной с Р-сайтом рибосомы. Здесь в действие вступают специфические белки RF1 или RF2, которые катализируют отсоединение полипептидной цепи от мРНК, а также RF3, который вызывает диссоциацию мРНК из рибосомы. RF1 узнаёт в А-участке UAA или UAG; RF-2 — UAA или UGA. С UAA терминация эффективнее, чем с другими стоп-кодонами.

 

Процессинг пробелков. Механизм: химическая модификация,ограниченный протеолиз, самосборка молекул.

Ограниченный протеолиз — процесс расщепления одной или нескольких пептидных связей в молекуле белка ферментом-протеазой. Ограниченный протеолиз является одной из регуляторных посттрансляционных модификаций. Ограниченный протеолиз может изменять такие свойства белка, как ферментативная активность, способность связываться с другими белками, внутриклеточная локализация.

Примеры ограниченного протеолиза

Ограниченный протеолиз может использоваться клеткой для разных целей:

1.для отщепления N- и С-концевых сигнальных последовательностей в процессе внутриклеточного транспорта белка^[2];

2.для удаления вспомогательной части полипептидной цепи пробелка, которая помогает формировать правильную третичную структуру(С-пептид в проинсулине);

3.для активации предшественников ферментов (пищеварительные ферменты, протеазы свёртывания крови^[3]);

· 4.для изменения локализации белка (некоторые цитоплазматические белки переходят в ядро после ограниченного протеолиза: SREBP,NF-κB^[4], YB-1^[5]);

5.для получения физиологически активных олигопептидов из белка-предшественника (расщепление проопиомеланокортина с образованием эндорфина, адренокортикотропного гормона, α- и γ-меланоцитстимулирующих гормонов и других физиологически активных пептидов);

6.разрезание перемычки между доменами белка, при этом домены обычно остаются в контакте друг другом (созревание дифтерийного токсина^[3], формирование фактора пролиферации клеток HCF-1;

7.для разделения белковых глобул в полибелках (это характерно для вирусов)^[6];

8.для получения нескольких изоформ белка (ограниченный протеолиз белков Stat5 и Stat6 приводит к формированию их изоформ, лишённых доменов, активирующих транскрипцию)

Самосборка молекул подразумевает не просто их ассоциацию, а связы­вание в нужной последовательности и с определенной ориентацией. Можно сказать, что информация о структуре ассоциата «зашифрована» в химической структуре компонентов и «считывается» в ходе образования ансамбля. Поэто му самосборку часто рассматривают как межмолекулярный обмен структур­ной информацией и называют молекулярным распознаванием.Непременное условие молекулярного распознавания — двойная компле- ментарность компонентов, включающая как геометрическое, так и энерге­тическое их соответствие. В последнем случае используются также термины химическая комплементарность и комплементарность взаимодействий.Комплементарные компоненты (фрагменты молекул, отдельные молекулы или даже фрагменты ассоциатов) называют плеромерами от греческих слов x\r)puj[ia — дополнение и ряроа — часть. В простейшем случае бимолекуляр­ного ассоциата больший из плеромеров называется рецептором, а меньший — субстратом. Их обозначают р и а соответственно. На комплементарность р и а указывают с помощью «Ьга-ket* обозначений (| и |), применяемых в квантовой механике, например (р\о}. Супермолекулу из комплементарных субъединиц обозначают per. Рецепторные субъединицы часто еще называют лигандами

36.Теорию регуляции синтеза белка разработали французские ученые Ф.Жакоб и    Ж.Моно. Сущность этой теории сводится к «включению» или «выключению» генов как функционирующих единиц. Согласно теории Ф. Жакоба и Ж. Моно, в биосинтезе белка у бактерий участвуют по крайней мере 3 типагенов: структурные гены, ген-регулятор и ген-оператор. Структурные гены определяют первичную структуру синтезируемого белка. Именно эти гены в цепи ДНК являются основой для биосинтеза мРНК, которая затем поступает в рибосому и, как было указано, служит матрицей для биосинтеза белка. Регуляция экспрессии активности генов у эукариот. Для большинства эукариотических клеток, как и клеток прокариот, стадия инициации транскрипции является основной, главной регуляторной точкой экспрессии активности генов. Тем не менее имеются существенные различия: во-первых, место процессов транскрипции (в ядре) и трансляции (в цитоплазме); во-вторых, активирование транскрипции у эукари-от связано с множеством сложных изменений структуры хроматина в транскрибируемой области; в-третьих, в эукариотических клетках превалируют положительные регуляторные механизмы над отрицательными. Положительная или отрицательная регуляция определяется типом белков, вовлеченных в механизм регуляции. Получены доказательства существования минимум 3 типов белков, участвующих в регуляции процесса инициации транскрипции, опосредованного через РНК-полимеразу: специфические факторы,репрессоры и активаторы. Первые вызывают изменение специфичности РНК-полимеразы к данномупромотору или группе промоторов; репрессоры связываются с промотором, блокируя тем самым доступ РНК-полимеразы к промотору; активаторы, напротив, связываются вблизи промоторного участка, повышая связывание промотора и РНК-полимеразы.

37.Полиморфизм белков на примере lg. Регуляция экспрессии lg.

иммуноглобулины(антитела) – специфические белки, вырабатываемые В-лимфоцитами в ответ на попадание в организм антигенов. Все Ig имеют общий план строения (пример IgG)

молекула состоит из четырех полипептидных цепей: две легкие (220 ак остатков) и две тяжелые (440)

все цепи соединены множество нековалентных и 4мя дисульфидными связями.

У млекопитающих выделяют пять классов антител (иммуноглобулинов) — IgG, IgA, IgM, IgD, IgE, различающихся между собой по строению и аминокислотному составу тяжёлых цепей и по выполняемым эффекторным функциям. Наиболее эффективный контролирующий механизм заключается в том, что продукт реакции одновременно служит ее ингибитором. Этот тип отрицательной обратной связи имеет место при образовании антител. Действие антител нельзя объяснить просто нейтрализацией антигена, потому что целые молекулы IgG подавляют синтез антител намного эффективнее, чем F(ab')2 -фрагменты. Предполагают, что блокада продуктивной фазы T-зависимого B-клеточного ответа возникает в результате образования перекрестных связей между антигеном, IgG и Fc — рецепторами на поверхности B-клеток. Инъекция IgM, усиливает иммунный ответ. Так как антитела именно этого изотипа появляются первыми после введения антигена, то на ранней стадии иммунного ответа им приписывается усиливающая роль.