БХ

и эпсилон участвуют в синтезе ДНК в ядре клеток. ДНК-полимераза гамма – в репликации митохондриальной ДНК.

Инициирует репликацию ДНК-полимераза альфа, которая комлементарна определенному сайту цепочки ДНК. Присоединяясь к нему, ДНК-полимераза альфа синтезирует небольшой фрагмент РНК

– праймер, состоящий из 8-10 нуклеотидов. ДНК-полимераза альфа состоит из 4 субъединиц, каждая из которых выполняет определённую функцию: узнавание сайта репликации, синтез праймера, синтез фрагмента цепи ДНК (около 50 дезоксирибонуклеотидов). Таким образом, ДНКполимераза синтезирует олигонуклеотид, содержащий примерно 60 нуклеотидных остатков: первые 8-10 представлены рибонуклеотидами, а остальные – дезоксирибонуклеотидами.

Олигонуклеотид, синтезированный ДНК-полимеразой альфа, позволяет присоединиться ДНК-по- лимеразе дельта и продолжить синтез новой цепи в направлении 5`→ 3` по ходу раскручивания репликативной вилки. ДНК-полимераза дельта постепенно наращивает цепь, шаг за шагом присоединяя к ней соответствующие дезоксинуклеотиды. Этот процесс сопровождается гидролизом макроэргических связей. Энергия макроэргических связей расходуется на образование 3`→5`-фосфодиэфирной связи между нуклеотидами растущей цепи ДНК. ДНК полимеразы могут синтезировать цепь только в направлении 5`→ 3`, матричная цепь всегда считывается в направлении 3`→ 5`.

В каждой репликативной вилке одновременно идет синтез двух новых цепей. Направление синтеза цепи ДНК совпадает с направлением движения репликативной вилки лишь для одной из цепей – лидирующей. На второй матричной цепи синтезосуществляется двумя ДНК-полимеразами – альфа и эпсилон в направлении 5`→ 3`, но против движения репликативной вилки. Поэтому вторая цепь синтезируется прерывисто, короткими фрагментами, называемыми «фрагменты Оказаки». Дочерняя цепь, которая синтезируется фрагментами называется отстающей. Каждый фрагмент Оказаки содержит праймер. Праймер удаляет ДНК-полимераза бета, постепенно отщепляя с 5`-конца по одному рибонуклеотиду.

ДНК-лигаза катализирует образование фосфодиэфирной связи между 3`-ОН-группой дезоксирибозы одного фрагмента цепи и 5`-фосфатом следующего фрагмента. Реакция протекает с затратой энергии.

3. ТЕРМИНАЦИЯ.

Терминация синтеза ДНК наступает, когда исчерпана ДНК-матрица и трансферазные реакции прекращаются. Точность репликации ДНК чрезвычайно высока, возможна одна ошибка на 1010 трансферазных реакций, однако подобная ошибка обычно легко исправляется за счет процессов репарации.

РЕПАРАЦИЯ и ПОВРЕЖДЕНИЯ ДНК.

Процесс, позволяющий живым организмам восстанавливать повреждения, возникающие в ДНК, называют репарацией. Все репарационные механизмы основаны на том, что ДНК - двухцепочечная молекула, т.е. в клетке есть 2 копии генетической информации. Если нуклеотидная последовательность одной из двух цепей оказывается повреждённой, информацию можно восстановить, так как вторая (комплементарная) цепь сохранена.

Процесс репарации происходит в несколько этапов. На первом этапе выявляется нарушение комплементарности цепей ДНК. В ходе второго этапа некомплементарный нуклеотид или только основание устраняется, на третьем и четвёртом этапах идёт восстановление целостности цепи по принципу комплементарности. Однако в зависимости от типа повреждения количество этапов и ферментов, участвующих в его устранении, может быть разным. Очень редко происходят повреждения, затрагивающие обе цепи ДНК. Такие повреждения в половых клетках не репарируются, так как для осуществления сложной репарации с участием гомологичной рекомбинации требуется наличие диплоидного набора хромосом.

Нарушения комплементарности цепей ДНК могут происходить спонтанно, т.е. без участия какихлибо повреждающих факторов, например в результате ошибок репликации, дезаминирования нуклеотидов, депуринизации.

Ошибки репликации. Точность репликации ДНК очень велика, но примерно один раз на 105-106 нуклеотидных остатков происходят ошибки спаривания, и тогда вместо пары нуклеотидов А-Т, Г-Ц в дочернюю цепь ДНК оказываются включёнными нуклеотиды, некомплементарные нуклеотидам матричной цепи. Однако ДНК-полимеразы дельта и эпсилон способны после присоединения очередного нуклеотида в растущую цепь ДНК делать шаг назад (в направлении от 3'- к 5'- концу) и вырезать

141

последний нуклеотид, если он некомплементарен нуклеотиду в матричной цепи ДНК. Этот процесс исправления ошибок спаривания (или коррекция) иногда не срабатывает, и тогда в ДНК по окончании репликации остаются некомплементарные пары.

Система репарации некомплементарных пар должна происходить только на дочерней цепи и производить замену некомплементарных оснований только в ней. Ферменты, участвующие в удалении неправильной пары нуклеотидов, распознают матричную цепь по наличию метилированных остатков аденина в последовательностях Г-А-ТЦ. Пока основания нуклеотидных остатков в дочерней цепи неметилированы, ферменты должны успеть выявить ошибку репликации и устранить её.

1.Распознавание и удаление (первый этап) некомплементарного нуклеотида происходят при участии специальных белков mut S, mut L, mut H. Каждый из белков выполняет свою специфическую функцию. Mut S находит неправильную пару и связывается с этим фрагментом. Mut Н присоединяется

кметилированному (по аденину) участку Г-А-Т-Ц, расположенному вблизи некомплементарной пары. Связующим между mut S и mut Н служит белок mut L, его присоединение завершает образование активного фермента. Формирование комплекса mut S, mut L, mut Н на участке, содержащем ошибку, способствует проявлению у белка mut Н эндонуклеазной активности. Ферментативный комплекс гидролизует фосфоэфирную связь в неметилированной цепи.

2.К свободным концам цепи присоединяется экзонуклеаза (второй этап). Отщепляя по одному нуклеотиду в направлении от 3'- к 5'- концу дочерней цепи, она устраняет участок, содержащий некомплементарную пару.

3.Брешь застраивает ДНК-полимераза β (третий этап).

4.Соединение основного и вновь синтезированного участков цепи катализирует фермент ДНКлигаза (четвёртый этап)

Депуринизация (апуринизация). ДНК каждой клетки человека теряет за сутки около 5000 пуриновых остатков вследствие разрыва N-гликозидной связи между пурином идезоксирибозой. Тогда в молекуле ДНК на месте этих оснований образуется участок, лишённый азотистых оснований, названный АП-сайтом (AP-site, или апуриновый сайт). Термин "АП-сайт" используют также в тех случаях, когда из ДНК выпадают пиримидиновые основания и образуются апиримидиновые сайты. Этот тип повреждений устраняет фермент ДНК-инсертаза (от англ, insert - вставлять), который может присоединять к дезоксирибозе основание в соответствии с правилом комплементарности. В этом случае нет

необходимости разрезать цепь ДНК, вырезать неправильный нуклеотид и репарировать разрыв. Дезаминирование. Реакции дезаминирования цитозина и

превращение его в урацил, аденина в гипоксантин, гуанина в ксантин происходят значительно реже, чем депуринизация. Исправление этого вида спонтанного повреждения происхо-

дит в 5 этапов.

1.В репарации принимает участие ДНК-N-гликозилаза, гидролизующая связи между аномальным основанием и дезоксирибозой (первый этап).

2.В результате образуется АП-сайт, который распознаёт фермент АП-эндонуклеаза (второй этап).

142

3.Как только в цепи ДНК возникает разрыв, в работу вступает ещё один фермент - АП-экзонукле- аза, который отщепляет от цепи дезоксирибозу, лишённую основания (третий этап). В цепи ДНК появляется брешь размером в один нуклеотид.

4.Следующий фермент ДНК-полимераза бета к З'-концу разорванной цепи присоединяет нуклеотид по принципу комплементарности (четвёртый этап).

5.Чтобы соединить два свободных конца (3'-конец встроенного нуклеотида и 5'-конец основной цепи), требуется ещё один фермент - ДНК-лигаза (пятый этап).

Нерепарируемо и поэтому опасно дезаминирование метилированного цитозина. Продукт его спонтанного дезаминирования - тимин, нормальное для ДНК основание, которое не распознаётся ДНК-N- гликозилазой.

Образование димеров пиримидиновых осно-

ваний. Под действием УФО двойная связь между атомами углерода в составе пиримидиновых оснований (тимине и цитозине) может разрываться. Атомы углерода остаются связанными одной связью. Расстояние между параллельными плоскостями оснований полинуклеотидной цепи, в которых произошёл разрыв., равно примерно 3,4. Это расстояние позволяет освободившимся валентностям между С-С атомами пиримидиновых оснований, сформировать циклобутановое кольцо. В зависимости от того, какие основания соединены в димер, их называют димерами тимина, цитозина или тиминцитозиновыми димерами. Удаление пиримидиновых димеров происходит под действием фотолиазы.

Повреждения оснований ДНК химическими мутагенами. Азотистые основания в ДНК могут подвергаться разнообразным повреждениям: алкилированию, окислению, восстановлению или связыванию основания с формамидными группировками. Репарация начинается с присоединения ДНК-N- гликозилазы к повреждённому основанию. Фермент гидролитически расщепляют N-гликозидную связь между изменённым основанием и дезоксирибозой, это приводит к образованию АП-сайта в цепи ДНК (первый этап). Репарация АП-сайта может происходить или только при участии ДНК-инсертазы, которая присоединяет к дезоксирибозе основание в соответствии с правилом комплементарности, или при участии всего комплекса ферментов, участвующих в репарации: АП-эндонуклеазы, АП-экзонукле- азы, ДНКполимеразы бета и ДНК-лигазы

72. Биосинтез РНК (транскрипция): РНК-полимераза, стехиометрия реакции, ДНК как матрица. Регуляция транскрипции. Посттранскрипционная достройка РНК. Молекулярные мутации. Наследственные болезни.

Транскрипция – первая стадия реализации генетической информации в клетке. В ходе процесса образуются молекулы мРНК, служащие матрицей для синтеза белков, а также транспортные, рибосомальные и другие виды молекул РНК, выполняющие структурные, адапторные и каталитические функции.

Транскрипция у эукариотов происходит в ядре. В основе механизма транскрипции лежит тот же структурный принцип комплементарного спаривания оснований в молекуле РНК (Г ≡ Ц, А=У и А=Т). ДНК служит только матрицей и в ходе транскрипции не изменяется.

Рибонуклеозидтрифосфаты (ЦТФ, ГТФ, АТФ, УТФ) – субстраты и источники энергии, необходимые для протекания полимеразной реакции, образования 3',5'- фосфодиэфирной связи между рибонуклеозидмонофосфатами. Синтез молекул РНК начинается в определённых последовательностях (сайтах) ДНК, которые называют промоторы, и завершается в терминирующих участках (сайты терминации). Участок ДНК, ограниченный промотором и сайтом терминации, представляет собой единицу транскрипции – транскриптон.

143

Транскрипционые факторы - белки, взаи-

модействующие с определёнными регуляторными сайтами и ускоряющие или замедляющие процесс транскрипции. Разделение ДНК на множество транскриптонов позволяет осуществлять с разной активностью индивидуальное считывание (транскрипцию) разных генов. В каждом транскриптоне транскрибируется только одна из двух цепей ДНК, которая называется матричной, вторая, комплементарная ей цепь, называется кодирующей. Синтез цепи РНК идёт от 5'- к З'- концу, при этом матричная цепь ДНК всегда ан-

типараллельна синтезируемой нуклеиновой кислоте.

РНК-полимеразы. Биосинтез РНК осуществляется ДНК-зависимыми РНКполимеразами. В ядрах эукариотов обнаружены 3 специализированные РНКполимеразы: РНК-полимераза I, синтезирующая пре-рРНК; РНК-полимераза II, ответственная за синтез пре-мРНК; РНК-полимераза III, синтезирующая претРНК. РНК-полимеразы - олигомерные ферменты, состоящие из нескольких субъединиц - 2α, β, β', σ. Субъединица сигма выполняет регуляторную функцию, это один из факторов инициации транскрипции, РНК-полимеразы I, II, III, узнающие разные промоторы, содержат разные по строению субъединицы сигма.

В процессе транскрипции различают 3 стадии: инициацию, элонгацию и терминацию.

1. ИНИЦИАЦИЯ.

Активация промотора происходит с помощью белка – ТАТА-фактора, называемого так потому, что он взаимодействует со специфической последовательностью нуклеотидов промотора – ТАТААА- (ТАТА-бокс). Присоединение ТАТАфактора облегчает взаимодействие промотора с РНК-полиме- разой. Факторы инициации вызывают изменение конформации РНК-полимеразы и обеспечивают раскручивание примерно одного витка спирали ДНК, т.е. образуется транскрипционная вилка, которой матрица доступна для инициации синтеза цепи РНК. После того как синтезирован олигонуклеотид из 8-10 нуклеотидных остатков, сигма-субъединицаотде-

ляется от РНК-полимеразы, а вместо неё к молекуле фермента присоединяются несколько факторов элонгации.

2. ЭЛОНГАЦИЯ.

Факторы элонгации повышают активность РНК-поли- меразы и облегчают расхождение цепей ДНК. Синтез молекулы РНК идёт от 5'- к З'-концу комплементарно матричной цепи ДНК. На стадии элонгации, в области транскрипционной вилки, одновременно разделены примерно 18 нуклеотидных пар ДНК. Растущий конец цепи РНК образует временную гибридную спираль, около 12 пар нуклеотидных остатков, с матричной цепью ДНК. По мере продвижения РНК-полимеразы по матрице в направлении от 3'- к 5'- концу впереди неё происходит расхождение, а позади - восстановление двойной спирали ДНК.

3. ТЕРМИНАЦИЯ.

Раскручивание двойной спирали ДНК в области сайта терминации делает его доступным для фактора терминации. Завершается синтез РНК в строго определенных участках матрицы - терминаторах (сайты терминации). Фактор терминации облегчает отделение первичного транскрипта (пре-мРНК), комплементарного матрице, и РНКполимеразы от матрицы. РНК-полимераза может вступить

144

в следующий цикл транскрипции после присоединения субъединицы σ. Первичные транскрипты мРНК, прежде чем будут использованы в ходе синтеза белка, подвергаются ряду ковалентных модификаций. Эти модификации необходимы для функционирования мРНК в качестве матрицы.

Сразу после синтеза первичные транскрипты РНК по разным причинам еще не имеют активности, являются "незрелыми" и в дальнейшем претерпевают ряд изменений, которые называются процессинг.

Процессинг предшественника матричной РНК.

При транскрипции участков ДНК, несущих информацию о белках, образуются гетерогенные ядерные РНК, по размеру намного превосходящие мРНК. Дело в том, что из-за мозаичной структуры генов эти гетерогенные РНК включают в себя информативные (экзоны) и неинформативные (интроны) участки.

1. Сплайсинг – особый процесс, в котором при участии малых ядерных РНК происходит удаление интронов и сохранение экзонов.

2. Кэпирование – происходит еще во время транскрипции. Процесс состоит в присоединении к 5'- трифосфату концевого нуклеотида пре-мРНК 5'-углерода N7-метил-гуанозина.

"Кэп" необходим для защиты молекулы РНК от экзонуклеаз, работающих с 5'-конца, а также для связывания мРНК с рибосомой и для начала трансляции.

3. Полиаденилирование – при помощи полиаденилат-полимеразы с использованием молекул АТФ происходит присоединение к 3'-концу РНК от 100 до 200 адениловых нуклеотидов, формирующих полиадениловый фрагмент – поли(А)-хвост. Поли(А)-хвост необходим для защиты молекулы РНК от экзонуклеаз, работающих с 3'-конца.

Процессинг предшественника рибосомальной РНК

Предшественники рРНК являются более крупными молекулами по сравнению со зрелыми рРНК. Их созревание сводится к разрезанию прерибосомной РНК на более мелкие формы, которые уже непосредственно участвуют в формировании рибосомы. У эукариот существуют четыре типа рРНК – 5S-, 5,8S-, 18S- и 28S-рРНК. При этом 5S-рРНК синтезируется отдельно, а большая прерибосомная 45SРНК расщепляется специфичными нуклеазами с образованием 5,8S-рРНК, 18S-рРНК и 28S-рРНК.

145

Процессинг предшественника транспортной РНК

1.Модификация нуклеотидов в молекуле путем дезаминирования, метилирования, восстановления.

Например, образование псевдоуридина и дигидроуридина.

2.Формирование антикодоновой петли происходит путем сплайсинга и удаления интрона в средней части пре-тРНК.

3.Формирование на 3'-конце последовательности ЦЦА. Для этого у одних пре-тРНК с 3'-конца удаляются лишние нуклеотиды до "обнажения" триплета ЦЦА, у других идет присоединение этой последовательности.

Регуляция транскрипции у эукариот.

Существенное усложнение эукариотических организмов повлекло за собой появление новых способов регуляции активности транскрипции:

Амплификация – это увеличение количества генов, точнее многократное копирование одного гена. Естественно, все полу-

ченные копии равнозначны и одинаково активно обеспечивают транскрипцию.

Энхансеры (англ. to enhance – усиливать) – это участки ДНК в 10-20 пар оснований, способные значительно усиливать экспрессию генов той же ДНК. В отличие от промоторов они значительно удалены от транскрипционного участка и могут располагаться от него в любом направлении (к 5'-концу или к 3'-концу). Сами энхансеры не кодируют какие-либо белки, но способны связываться с регуляторными белками (подавляющими транскрипцию).

Сайленсеры (англ. silence – молчание) – участки ДНК, в принципе схожие с энхансерами, но они способны замедлять транскрипцию генов, связываясь с регуляторными белками (которые ее активируют).

Перестройка генов. К подобным процессам относится кроссинговер – обмен участками гомологичных хромосом, и более сложный процесс – сайт-специфичнаярекомбинация, которая изменяет положение и порядок нуклеотидных последовательностей в геноме.

Процессинг мРНК – некоторые пре-мРНК подвергаются разным вариантам сплайсинга (альтернативный сплайсинг) в результате чего образуются разные мРНК, и соответственно, белки с разной функцией.

Изменение стабильности мРНК – чем выше продолжительность жизни мРНК в цитозоле клетки, тем больше синтезируется соответствующего белка.

Генные мутации представляют собой наследственные, микроскопически не выявляемые изменения в хромосомах. Истинно генные мутации связаны либо с заменой пары азотистых оснований в полинуклеотидной цепи ДНК, что было впервые установлено для серповидно-клеточной анемии у человека, либо с вставкой или выпадением нескольких отдельных нуклеотидов, характерных для мутаций типа сдвига «рамки считывания».

Классификация генных мутаций. По особенностям структурных изменений можно отметить несколько групп разнообразных мутаций:

· замена одних азотистых оснований другими (транспозиция)

· изменение количества нуклеотидных пар в структуре гена (дупликация, инсерция, делеция); · изменение порядка последовательности нуклеотидов в составе гена (инверсии); · разрыв цепей; · образование сшивок.

Наследственные болезни — заболевания человека, обусловленные хромосомными и генными мутациями.

Наследственные болезни обычно подразделяют на три основные группы: моногенные, полигенные (мультифакториальные, или болезни с наследственным предрасположением) и хромосомные.

Моногенные болезни по типу наследования могут быть:

•аутосомно-доминантными (действие мутантного гена проявляется практически всегда, больные мальчики и девочки рождаются с одинаковой частотой);

•аутосомно-рецессивными (мутантный ген проявляется только в гомозиготном состоянии, больные мальчики и девочки рождаются с одинаковой частотой, родители больных детей

146

фенотипически могут быть здоровы, но являются гетерозиготными носителями мутантного гена);

•сцепленными с полом

-рецессивное наследование, сцепленное с X-хромосомой, заключается в том, что действие мутантного гена проявляется только у мальчиков, девочки практически здоровы, но половина из них является носительницами мутантного гена (гемофилии А и В, синдрома Леша — Найхана и т.д.)

-доминантное наследование, сцепленное с X-хромосомой, заключается в том, что действие доминантного мутантного гена проявляется в любом наборе половых хромосом (XX, XY, ХО и др.), среди детей больного мужчины в случае такого типа наследования все сыновья здоровы, все дочери поражены (фосфат-диабет).

Полигенные (мультифакториальные) наследственные болезни, или болезни с наследственным предрасположением, обусловлены взаимодействием нескольких (или многих) генов в полигенных системах и факторов окружающей среды. Такие распространенные болезни, как атеросклероз, сахарный диабет, подагра, язва желудка, шизофрения, эпилепсия, имеют полигенную природу. Патогенез болезней с наследственным предрасположением, несмотря на их распространенность, изучен недостаточно.

Хромосомные болезни подразделяют на аномалии, обусловленные изменениями количества хромосом (полиплоидии, анеуплоидии) или структурными перестройками хромосом — дефишенси (нехватка концов хромосом), делециями (нехватка середины хромосом), инверсиями (повороты участка хромосомы на 180◦), транслокациями (обмен участками между двумя разными хромосомами), дупликациями (удвоение (добавки) участков хромосом), транспозициями (перемещение участка внутри хромосомы).

73. Биосинтез белков (трансляция). Стадии биосинтеза белка на рибосоме. Универсальность биологического кода и механизма биосинтеза белков. Посттрансляционные изменения белков. Антибиотики – ингибиторы синтеза белков.

Трансляция – это биосинтез белка на матрице мРНК; перевод информации, заключенной в полинуклеотидной последовательности мРНК, в аминокислотную последовательность белка.

После переноса информации с ДНК на матричную РНК начинается синтез белков. Каждая зрелая мРНК несет информацию только об одной полипептидной цепи. Если клетке необходимы другие белки, то необходимо транскрибировать мРНК с иных участков ДНК.

Биосинтез белков или трансляция происходит на рибосомах, внутриклеточных белоксинтезирующих органеллах, и включает 5 ключевых элементов:

•матрица – матричная РНК,

•растущая цепь – полипептид,

•субстрат для синтеза – 20 протеиногенных аминокислот,

•источник энергии – ГТФ,

•рибосомальные белки, рРНК и белковые факторы.

Выделяют три основных стадии трансляции: инициация, элонгация, терминация.

1) Инициация

Для инициации необходимы мРНК, ГТФ, малая и большая субъединицы рибосомы, три белковых фактора инициации (ИФ-1, ИФ-2, ИФ-3), метионин и тРНК для метионина.

Вначале этой стадии формируются два тройных комплекса:

•первый комплекс – мРНК + малая субъединица + ИФ-3,

•второй комплекс – метионил-тРНК + ИФ-2 + ГТФ.

После формирования тройные комплексы объединяются с большой субъединицей рибосомы. В этом процессе активно участвуют белковые факторы инициации, источником энергии служит ГТФ. После сборки комплекса инициирующая метионилтРНК связывается с первым кодоном АУГ матричной РНК и располагается в П-центре (пептидильный центр) большой субъединицы. А-центр (аминоацильный центр) остается свободным, он будет задействован на стадии элонгации для связывания ами- ноацил-тРНК.

147

Посттрансляционные модификации полипептидной цепи. Полипептидные цепи могут подвер-

гаться структурным модификациям, либо будучи ещё связанными с рибосомами, либо после завершения синтеза. Эти конформационные и структурные изменения полипептидных цепей получили название посттрансляционных изменений. Они включают удаление части полипептидной цепи, ковалентное присоединение одного или нескольких низкомолекулярных лигандов, приобретение белком нативной конформации.

Многие модификации осуществляются в ЭР. Здесь происходят фолдинг полипептидных цепейи формирование уникальной третичной или четвертичной структуры белков. Причём для поддержания нативной конформации молекул огромное значение имеет правильное формирование дисульфидных связей.

Частичный протеолиз. Многие белки, секретируемые из клеток, первоначально синтезируются в виде молекул-предшественников, функционально неактивных. Удаление части полипептидной цепи специфическими эндопротеазами приводит к образованию активных молекул. Некоторые белки-пред- шественники расщепляются в ЭР или аппарате Гольджи, другие - после секреции. Так, неактивные предшественники секретируемых ферментов - зимогены - образуют активный фермент после расщепления по определённым участкам молекулы: зимоген панкреатической железы трипсиноген превращается в активный трипсин после секреции в тонкий кишечник. Наглядным примером последовательного двухстадийного протеолиза служит образование активных форм пептидных гормонов (например, инсулина или глюкагона) из препрогормонов. Первоначально N-концевой сигнальный пептид молекулыпредшественника удаляется в ЭР в процессе синтеза белка и образуется неактивный прогормон. Затем прогормон в секреторных гранулах, формирующихся ваппарате Гольджи, подвергается действию эндо- и/или экзопротеаз и превращается в активный гормон.

Ковалентные модификации. Структурные белки и ферменты могут активироваться или инактивироваться в результате присоединения различных химических групп: фосфатных, ацильных, метальных, олигосахаридных и некоторых других.

•Фосфорилирование белков осуществляется по гидроксильным группам серина, треонина и, реже, тирозина ферментами из группы протеинкиназ, тогда как дефосфорилирование катализируют гидролитические ферменты фосфопротеинфосфатазы.

•Гликозилирование. Белки, входящие в состав плазматических мембран или секретирующиеся из клеток, подвергаются гликозилированию. Углеводные цепи присоединяются то гидроксильным группам серина или треонина (Огликозилирование) либо аспарагина (N-глико- зилирование). Последовательное наращивание углеводного фрагмента происходит в ЭР и аппарате Гольджи.

Многочисленным модификациям подвергаются боковые радикалы некоторых аминокислот: в тиреоглобулине йодируются остатки тирозина; в факторах свёртывания крови карбоксилируются остатки глутамата; в ЭР фибробластов гидроксилируются остатки про-

лина и лизина в цепях тропоколлагена.

Генетический (биологический или аминокислотный) код — это определенные сочетания нук-

леотидов и последовательность их расположения в молекуле ДНК. Это свойственный всем живым организмам способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов.

Его свойства:

Триплетность (1 аминокислота кодируется 3 нуклеотидами) Специфичность (каждому кодону соответствует одна аминокислота) Вырожденность (кодирование одной АК более чем одним триплетом Линейная запись (прочтение кода без знаков препинания) Универсальность (одинакова для всех живых существ)

До недавнего времени считалось, что код абсолютно универсален, т.е. смысл кодовых слов одинаков для всех изученных организмов: вирусов, бактерий, растений, земноводных, млекопитающих, включая человека. Однако позднее стало известно одно исключение, оказалось, что митохондриальная мРНК содержит 4 триплета, имеющих другое значение, чем в мРНК ядерного происхождения. Так, в мРНК митохондрий триплет УГА кодирует Три, АУА - Мет, а АЦА и АГГ прочитываются как дополнительные стоп-кодоны.Существует большая группа веществ, ингибирующих синтез ДНК, РНК или белков. Некоторые из них нашли применение в медицине для лечения инфекционных болезней и опухолевых заболеваний, а другие являются для человека сильнейшими токсинами. Центральное место

150