Белки. Биосинтез белка, регуляция. Патология обмена белков, страница 5

Рис..Схема механизма инициации трансляции у эукариот.

везде любая полипептидная цепь, синтезируемая на рибосоме, начинается с метионина. Лишь потом, в ходе трансляции или после нее, этот концевой метионин может отщепиться специальной протеазой, что и происходит в большинстве случаев

 Итак, после завершения описанных выше процессов возникает инициирующий комплекс, в состав которого входит малая рибосомная субъединица, связанная  с иРНК. К инициирующему кодону иРНК комплементарно присоединен  антикодон инициирующей метионил-тРНК, с последней связан фактор инициации IF2, который  несет на себе молекулу ГТФ.

Рис. Схема реакций механизма элонгации процесса трансляции.

На этом этапе в процесс  включается свободная большая рибосомная субъединица. Взаимодействуя с малой субчастицей и фактором  IF2, большая суъединица  активирует  ГТФазную активность IF2, в результате чего ГТФ гидролизуется до  ГДФ и ортофосфата, что приводит  к снижению сродства IF2 к инициирующей  метионил-тРНК  и IF2 с ГДФ легко вытесняются из рибосомы. На большой субъединице формируется пептидильный участок (Р участок), на котором размещается  инициирующая  метионил-тРНК. Вытесняются одновременно  и все другие факторы инициации, включая IF3 . В итоге образуется полная 70S [ у прокариот] или 80S [ у эукариот] рибосома с Р-участком, занятым инициирующей  метионил-тРНК, и с вакантными  А- и Е участками  .

Этот завершающий шаг процесса инициации  начинает образование и элонгацию пептида. На вакантный А-участок поступает  первая аминоацил-тРНК в комплексе с фактором элонгации EF1(EF-Tu у прокариот) и ГТФ. После гидролиза ГТФ, EF1(EF-Tu)  с ГДФ покидают  рибосому, а  аминоацил-тРНК, связанная на А-участке,  получает возможность реагировать с инициирующей  метионил-тРНК в реакции транспептидации, катализируемой большой субъединицей рибосомы. Фактор EF1 (EF-Tu) вновь подключается в процесс трансляции после замены ГДФ на ГТФ при участии факторов, стимулирующих этот обмен  гуаниловых  нуклеотидов. Так начинается элонгация.

Малая рибосомная субъединица –главный исполнитель в сценарии инициации

Конкретные генетические функции малой рибосомной субъединицы в ходе инициации трансляции могут быть разделены на три группы процессов с  участием - мРНК. Во-первых, малая рибосомная субъединица, связывая мРНК, служит первичным акцептором генетической информации для белоксинтезирующего аппарата. Во-вторых, она с участием факторов инициации обеспечивает  узнавание инициирующего участка на иРНК путем непосредственного узнавания его структуры и присоединения [у прокариот], или путем сканирования цепи мРНК [у эукариот]. И, в-третьих, малая рибосомная субъединица обеспечивает кодон-антикодоновое взаимодействие инициирующего  кодона иРНК с антикодоном инициирующей  тРНК. Малая  рибосомная субъединица таким образом, является главным " действующим лицом " всего сценария инициации .

Большая рибосомная субчастица включается в процесс на завершающем этапе процесса инициации и в соответствии с указанным выше " разделением труда " исполняет биохимическую часть функций . Она индуцирует гидролиз ГТФ на факторе инициации IF2, вытесняет все факторы инициации с малой рибосомной субчастицы, надлежащим образом устанавливает субстраты - инициаторную метионил-тРНК и связывающуюся с А-участком аминоацил-тРНК - в своем пептидилтрансферазном центре и, наконец, катализирует реакцию транспептидации между субстратами . Итак, после включения  механизма инициация Рис.10-10. Схема реакций фазы терминации в мезанизме трансляции.                              трансляции, рибосома  обеспечивает прочный комплементарный контакт связанных с ней

молекул аминоацил-тРНК – инициирущий  метионил-тРНК в Р-участке рибосомы и  аминоацил-тРНК  на А участке с двумя смежными триплетами (кодонами) иРНК. Это исходное состояние для начала реакции транспептидации между этими двумя аминоацил-тРНК, которая обеспечивает образование дипептидил-тРНК, связанной с кодоном в А-участке рибосомы. Для этого аминокислота, связанная с тРНК на Р участке отделяется от тРНК и  переносится на свободную аминогруппу аминокислоты, расположенной на А- участке с образованием пептидной связи. Эта реакция не требует затраты энергии. Пептидил трансферазную активность связывают с23S рРНК, которую причисляют к числу рибозимов - РНК, обладающих каталитической  активностью. Затем происходит процесс транслокации, при котором остаток тРНК связанный с дипептидом перемещается из А-участка в Р-участок. Для этого цепь иРНК протаскивается относительно рибосомы ровно на один триплет нуклеотидов, и теперь в А-участке устанавливается смежный с предыдущим триплет нуклеотидов, а на Е участке оказывается свободная тРНК, которая вытесняется с рибосомного комплекса. В процессе транслокации участвует фактор элонгации EF-G, обладающий ГТФазной активностью. Последующие  события элонгации происходят таким же способом: 1) аминоацил-тРНК, комплементарная вновь установленному в А-участке кодону в сопровождении фактора элонгации с ГТФ, связывается  с этим кодоном в А-участке 2) дипептидил-тРНК  Р-участка реагирует с новой аминоацил-тРНК на  А-участке путем транспептидации, что приводит к образованию трипептидил-тРНК в А-участке, и 3) транслокация перебрасывает остаток тРНК молекулы трипептидил-тРНК из А-участка на Р-участок. За этим шагом  следует аналогичный ряд событий (1-3), начинающийся с комплементарного связывания очередной аминоацил-тРНК с новым кодоном на А-участке.