Транспортная РНК как адаптор аминокислот. Биосинтез аминоацил-т-РНК.

После присоединения к соответствующей тРНК аминокислота уже не участвует в определении специфичности аминоацил-тРНК, ибо сама по себе аминоацильная группа не узнается ни рибосомой, ни мРНК. Специфичность аминоацил-тРНК обеспечивается исключительно структурой тРНК. Это было окончательно доказано четкими опытами, в которых с помощью ферментов была получена цистеинил-тPHKCys, которую затем выделили и химическим путем превратили в аланил-тPHKCys. После этого такую гибридную аминоацил-тРНК, которая несет аланин, но содержит антикодон для цистеина, инкубировали в бесклеточной белоксинтезирующей системе. При анализе новосинтезированного полипептида было обнаружено, что в положениях, которые должен занимать цистеин, присутствует аланин

Этапы биосинтеза белка Активация аминокислот. В гиалоплазму из межклеточной жидкости в результате диффузии, осмоса или активного переноса поступают аминокислоты. Каждый вид амино- и иминокислот взаимодействует с индивидуальным ферментом – аминоацилсинтетазой. Реакция активируется катионами магния, марганца, кобальта. Возникает активированная аминокислота. Биосинтез белка (второй этап) – взаимодействие и соединение активированной аминокислоты с т-РНК. Активированные аминокислоты (аминоациладенилат) при помощи ферментов переносятся на т-РНК цитоплазмы. Процесс катализируется аминоацил-РНК-синтетазами. Остаток аминокислоты соединяется карбоксильной группой с гидроксильной второго атома Карбона рибозы нуклеотида т-РНК. Биосинтез белка (третья стадия) – транспортировка комплекса активированной аминокислоты с т-РНК в рибосомы клетки. Аминокислота связана с т-РНК, переносится с гиалоплазмы на рибосому. Процесс катализируется специфическими ферментами, которых в организме не менее 20. Некоторые аминокислоты транспортируются несколькими т-РНК (например, валин и лейцин - тремя т-РНК). В этом процессе используется энергия ГТФ и АТФ. Четвертая стадия биосинтеза характеризируется связыванием аминоацил-т-РНК с комплексом и-РНК - рибосома. Аминоацил-т-РНК, подойдя к рибосоме, взаимодействует с и-РНК. Каждая т-РНК имеет участок, состоящий из трех нуклеотидов - антикодон. В и-РНК ему соответствует участок с тремя нуклеотидами - кодон. Каждому кодону соответствуют антикодон т-РНК и одна аминокислота. В ходе биосинтеза к рибосомам присоединяются в виде аминоацил-тРНК аминокислоты, которые в дальнейшем в порядке, определяемом размещением кодонов в и-РНК, формируются в полипептидную цепь.

68. Субстратная специфичность АРС-аз, их роль. Изоакцепторные т-РНК. (часть не нашла)

изоакцепторные тРНК. - Группа тРНК, связывающих одну и ту же аминокислоту, но имеющих разные антикодоны; разные Изоакцепторные тРНК узнаются одной и той же аминоацил-тРНК-синтетазой; Изоакцепторные тРНК отсутствуют у метионина и триптофана, а наибольшее их число (по 6) распознают кодоны аденина, лейцина и серина;Изоакцепторные тРНК могут иметь одинаковые антикодоны, но различную первичную структуру.

 

69. Строение рибосом. Последовательность событий на рибосоме при сборке полипептидной цепи, фукционирование полирибосом.

Различают рибосомы эукариот и рибосомы прокариот. Число рибосом прокариот - 10(в 4 степени), диаметр 8 нм. Число рибосом эукариот 10(в 5 степени), диаметр 23 нм..Химически рибосомы представляют собой нуклеопротеины, состоящие из РНК и белков, причем 80S рибосомы эукариот содержат примерно равное соотношение РНК и белка, а у 70S рибосом прокариот соотношение составляет 65% и 35% соответсвенно. Рибосома представляет собой сложную молекулярную "машину" синтеза белка. Так же рибосома представлена двумя субчастицами - большой и малой. Большая субчастица рибосомы состоит из одной высокомолекулярной рРНК, двух низкомолекулярных рРНК и 41 белка. В состав малой субчастицы рибосомы входит другая высокомолекулярная РНК и 31 белок.

Сборка полипептидной цепи начинается с соединения молекулы иРНК с рибосомой. По принципу комплементарности тРНК с первой аминокислотой соединяется антикодоном с соответствующим кодоном иРНК и входит в рибосому. Информационная РНК сдвигается на один триплет и вносит новую тРНК со второй аминокислотой. Первая тРНК передвигается в рибосоме. Аминокислоты сближаются друг с другом, между ними возникает пептидная связь. Затем иРНК вновь передвигается ровно на один триплет. Первая тРНК освобождается и покидает рибосому. Вторая тРНК с двумя аминокислотами передвигается на ее место, а в рибосому входит следующая тРНК с третьей аминокислотой. Весь процесс вновь и вновь повторяется. Информационная РНК, последовательно продвигаясь через рибосому, каждый раз вносит новую тРНК с аминокислотой и выносит освободившуюся. На рибосоме постепенно растет полипептидная цепь. Весь процесс обеспечивается деятельностью ферментов и энергией АТФ.Сборка полипептидной цепи прекращается как только в рибосому попадает один из трех стоп-кодонов. С ними не связана ни одна тРНК. Освобождается последняя тРНК и собранная полипептидная цепь, а рибосома снимается с иРНК. После завершения синтеза полипептидная цепочка сворачивается в спираль и приобретает свойственную ей (вторичную, третичную или четвертичную) структуру.

Полирибосома — несколько рибосом, одновременно транслирующих одну молекулу иРНК. Поскольку длина средней молекулы мРНК значительно превышает количество нуклеотидов, занимаемых на РНК рибосомой, одну молекулу РНК, в зависимости от скорости инициации одновременно транслируют несколько рибосом. Образование и количество рибосом в полирибосоме зависит от скорости инициации, элонгации и терминации на данной конкретной РНК. Чем длиннее пептидная цепь кодируе­мого белка, тем длиннее молекула РНК и тем больше рибосом в полирибосоме.

70. Посттрансляционный процессинг белков.

Процессиг белка - совокупность посттрансляционных и контрасляционных изменений в полипептиде, приводящих к образованию структурно- и функционально зрелому белку. (это единственное, что нашла).

71. Адаптивная регуляция экспрессии генов у прокариотов и эукариотов.

Регуляция экспрессии генов у эукариотов.

В эукариотических клетках ядерная мембрана физически разделяет процессы транскрипции и трансляции, поскольку рибосомы присутствуют только в цитоплазме. Экспрессия генов у эукариот включает гораздо большее число этапов, нежели у прокариот, особенно это относится к процессингу РНК. Соответственно у эукариот существует ряд точек приложения регуляторных воздействий, полностью отсутствующих в прокариотических системах. Так, процессинг РНК у эукариот включает копирование -конца первичного транскрипта, добавление полиаде-нилатного «хвоста» к З-концу транскрипта и вырезание интронов. Полученные к настоящему времени данные свидетельствуют, что экспрессия генов эукариот регулируется на уровне транскрипции, процессинга РНК в ядре и стабильности мРНК. Кроме того, было показано, что на экспрессию эукариотических генов оказывают влияние амплификация и перестройка генов.Однако, поскольку большинство эукариот содержит значительно больше генетической информации, чем прокариоты, а возможности манипуляций с генами эукариот существенно ограничены, молекулярные аспекты регуляции эукариотических генов изучены гораздо хуже. (Брала с интернета)

72. Теория оперона. Строение и функционирование лактозного оперона.

Оперон состоит:

1.Структурные гены

2. Оператор

3.Промотор

Теория оперона:

На основании генетических исследований индукции β-галактозидазы, участвующей в клетках E. coli, в гидролитическом расщеплении лактозы, Франсуа Жакоб и Жак Моно в 1961 г. сформулировали гипотезу оперона, которая объясняла механизм контроля синтеза белков у прокариотов.В экспериментах гипотеза оперона получила полное подтверждение, а предложенный в ней тип регуляции стали называть контролем синтеза белка на уровне транскрипции, так как в этом случае изменение скорости синтеза белков осуществляется за счёт изменения скорости транскрипции генов, т.е. на стадии образования мРНК.

Лактозный оперон - участок бактериальной хромосомы, включающий следующие участки ДНК:

1. Промотор - место присоединения ДНК-полимеразы.

2. Оператор - Участок оперона, к которому присоединяются белки-репрессоыили активаторы транскрипции.

3. Структурные гены - гены кодирующие ферменты,учавствующие в метаболизме лактозы.

4. Терминатор - служит для отсоединения РНК-полимеразыпосле окончания синтеза иРНК, соответствующей ферментам структурных генов, необходимым для усвоения лактозы.

(Лактозный оперон брала из интернета не уверена что правильно, Пересмотрите)

73. Роль энхансеров, селенсеров, амплификации в регуляции биосинтеза белка у эукариот.

Энхансеры («усилители») – последовательности ДНК, служащие в качестве специфических участков связывания регуляторных белков.Характерная особенность этих структур заключается в том, что они влияют на скорость транскрипции независимо от локализации в опероне. Белки, взаимодействующие с энхансерами, называются энхансерными элементами, расположенными на расстоянии 1000-2000 пар оснований от региона промотора. Эти белковые факторы способны воздействовать на инициацию транскрипции благодаря образованию ДНК-петли, что приводит к пространственному сближению энхансерных элементов и, например, белков ТАТА.

Селенсеры («глушители») – участки ДНК, которые, связываясь с белками, обеспечивают замедление транскрипции. Вероятно, влияние этих элементов на транскрипцию связано с изменением топологии цепей ДНК, в частности с образованием петель, что приближает регуляторные последовательности к промоторам, с которыми они взаимодействуют с помощью белковых факторов.

Амплификация (брала с интернета)

Характерными примерами возрастания числа генов вследствие их избирательной репликации являются амплификация генов рРНК и изменение числа генов, определяющих устойчивость клеток к лекарственным препаратам. В первом случае утрата части генов рРНК у дрозофилы в результате делеции сопровождается постепенным восстановлением их числа, тогда как во втором случае у клеток, находящихся в условиях селективного действия токсичного для них лекарственного препарата, возрастает число копий генов, необходимых для его нейтрализации. Это характерно для гена дигидрофолатредуктазы в присутствии метотрексата. Предполагают, что в основе изменения числа копий таких генов лежит механизм неравного кроссинговера.

74.Распад клеточных белков. Время полужизни разных бактерий.

Распад клеточных белков, катализируемый протеолитическими ферментами с различной специфичностью, приводит к образованию аминокислот, которые используются в этой же клетке или выделяются из нее в кровь. Но основным материалом для обновления клеточных белков служат аминокислоты, получаемые из белков пищи.

Период полужизни соответствует времени, по истечении которого концентрация действующего вещества препарата в плазме крови снижается ровно наполовину. Для каждого из препаратов указан строго определенный период полужизни.

Периоды полужизни различных эфиров

Эфир Период полужизни

Формат 10-12 часов

Ацетат 18-20 часов

Пропионат 1-2 дня

Бутират 2-3 дня

Валерат 3-4 дня

Гексаноат 4-5 дней

Гептаноат (энантат) 6-7 дней

Октаноат 7-8 дней

Нонаноат 8-9 дней

Деканоат 19-10 дней

Ундеканоат (ундециленат) 10-11 дней