Эта высокосовершенная машина в состоянии четвертичной структуры представляет собой частицу, построенную из двух субъединиц, способных к обратимой ассоциации и диссоциации как in vivo, так и in vitro при изменении, например, концентрации катионов магния в среде. Это свойство, как мы увидим ниже, чрезвычайно важно для обеспечения функционирования рибосом. На контактирующих (внутренних в ассоциированном состоянии) поверхностях субъединиц рибосом существуют особые функциональные центры.
Функциональные центры рибосом (именно функциональные, потому что морфологических различий между ними до сих пор не выявлено) позволяют связывать в процессе биосинтеза белка компоненты белоксинтезирующей системы, и обладают каталитическими свойствами, позволяющими преобразовывать эти компоненты и обеспечивать реакции между ними. Выделяют более десятка таких центров, но необходимо и достаточно рассмотреть четыре для понимания механизма функционирования рибосомы:
o М-центр – м-РНК связывающий центр, расположен, в основном, на маленькой субъединице, ответственен за связывание м-РНК и некоторых белковых факторов инициации;
o А-центр – аминоацил–т-РНК-связывающий центр, локализован, в основном на маленькой, но отчасти и на большой субъединице, ответственен за связывание (по принципу комплементарности антикодона т-РНК с кодоном м-РНК) аа-т-РНК, т. е. т-РНК, несущий единственную аминокислоту для включения в белок (а также и некоторых белковых факторов инициации);
o Р-центр – пептидил–т-РНК связывающий центр, локализован, в основном, на большой субъединице, но отчасти и на малой, ответственен за связывание т-РНК, несущей пептид (это значит т-РНК предшествующей, т. е. уже поступившей ранее в рибосому и несущей за собой уже синтезированный фрагмент белка);
o Т-центр – пептидилтрансферазный центр, расположен на большой субъединице; в нем локализованы ферменты, ответственные за образование пептидной связи.
Синтез белка – это главный функциональный процесс в клетке, обеспечивающий реализацию генетической информации согласно генетическому коду. Синтез всех прочих биополимеров осуществляется специфическими ферментами. Простой ферментативный синтез молекул белка представить себе невозможно, так как они включают более 20 мономеров (аминокислот), а для взаимодействия каждой из них с любой другой необходимо наличие специфического фермента (т. е. белка). Во-первых, мы имеем логически порочный круг, а во-вторых, для синтеза любого белка необходимо задействовать невообразимо громадное количество ферментов (два в степени двадцать два). Поэтому, еще в начале прошлого века была постулирована необходимость матричного синтеза белковых молекул. Первая гипотеза матричного синтеза белков была предложена выдающимся русским и советским ученым, основателем Московской школы экспериментальной биологии (из которой вышли практически все крупные советские ученые биологи) Н.К. Кольцовым. Правда, в качестве молекул-матриц предлагались белковые же молекулы (в то время еще почти ничего не было известно ни о свойствах, ни о структуре молекул нуклеиновых кислот). Однако идея оказалась справедливой и, как известно, современная гипотеза (которая уже превратилась в теорию) – это матричная теория Крика.
Матричная теория, сформулированная Криком в 1956 году, базируется на трех главных принципах или постулатах:
I постулат: принцип последовательности и коллинеарности (солинейности) гласит, что определенной линейной последовательности нуклеотидов ДНК соответствует строго определенная (солинейная ей) последовательность аминокислот белка (т. е. фактически постулирует специфичность реализации генетического кода).
II постулат: принцип комплементарности гласит, что азотистые основания нуклеиновых кислот взаимодействуют друг с другом не случайным образом, а только А – Т (У), либо Г – Ц (и наоборот). Этот принцип важен на всех трех этапах реализации генетической информации (репликация, транскрипция, трансляция).
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.