Транспортная рнк (тРнк)

тРНК обеспечивает связь между кодонами мРНК и аминокислотами будущей полипептидной цепи. Для каждой из 20 аминокислот существует не менее одной тРНК. Все виды тРНК содержат около 80 нуклеотидов и на двухмерном изображении имеют форму клеверного листа, а в пространстве - L-образную форму.

Акцепторный стебель – участок связывания аминокислот, содержит последовательность ЦЦА;

Псевдоуридиловая петля – связывание аминоацил-тРНК с рибосомой;

Дигидроуридиловая петля – сайт для узнавания аминоацил-тРНК-синтетазой;

Антикодоновая петля – содержит антикодон, комплементарный кодону в мРНК и состоящий из 3 нуклеотидных остатков.

Добавочная петля - назначение неизвестно.

Трансляция

Трансляция, или многоступенчатый матричный синтез белка, протекает в рибосомах.

Рибосомы состоят из двух субъединиц (субчастиц) и являются нуклеопротеинами, состоящими из белка (65 % - у прокариот и 50 % - у эукариот) и рибосомальной РНК (рРНК).

Рибосомы характеризуются по скорости седиментации в центрифужном поле в единицах Сведберга S: прокариоты - 70S, эукариоты - 80S. Соответственно, субъединицы эукариот - 60S и 40S, прокариот - 50S и 30S.

2) Инициация трансляции

Необходимы: рибосомные субчастицы, мРНК, инициаторная аминоацил-тРНК (метионил-тРНК, формилметионил-тРНК), инициирующий кодон в мРНК (АУГ), белковые факторы инициации, кэп-узнающий фактор, ГТФ, Mg²⁺.

Образуется инициаторный комплекс путем присоединения белковых факторов, формилметионил-тРНК и ГТФ к 30S субчастице, к которой комплементарно антикодону формилметионил-тРНК присоединяется мРНК при участии кодона АУГ. После этого высвобождается белковый фактор и оставшийся комплекс присоединяет 50S субчастицу, образуя активную (транслирующую) 70S рибосому. У данной рибосомы свободен аминоацильный центр, способный реагировать с аминоацил-тРНК, соответствующей кодону мРНК.

3) Элонгация трансляции

Большая субчастица рибосомы содержит два центра для связывания тРНК: аминоацильный (А) и пептидильный (П).

У прокариот в элонгации участвуют три белковых фактора - элонгационные факторы трансляции (Tu, Ts, G), у эукариот - три эукариотические элонгационные факторы трансляции (1, 1 и 2).

Процесс элонгации делят на 3 стадии:

- узнавание кодона и связывание аминоацил-тРНК;

- образование пептидной связи;

- транслокация.

I стадия. В свободный аминоацильный центр рибосомы доставляется аминоацил-тРНК в соответствии с кодоном мРНК. Участвует фактор элонгации. Затраты энергии компенсируются ГТФ. В итоге в транслирующей рибосоме в пептидильном центре находится формилметионил-тРНК, в аминоацильном центре - аминоацил-тРНК (первая аминокислота после метионина).

II стадия. Происходит перенос остатка метионина с метионил-тРНК на аминогруппу новой аминоацил-тРНК. Протекает реакция транспептидирования, фермент - пептидилтрансфераза. В цитозоль из пептидильного центра высвобождается метионил-тРНК. В аминоацильном центре образуется дипептидил-тРНК, а пептидильный центр освобождается.

III стадия - транслокация. Чтобы освободить аминоацильный центр для присоединения следующей аминоацил-тРНК, образовавшаяся дипептидил-тРНК переносится с аминоацильного на пептидильный центр. Для этого рибосома передвигается на один кодон относительно мРНК в направлении 5’-3’ при участии фермента пептидилтранслоказы. Используется энергия ГТФ. Дипептидил-тРНК занимает пептидильный центр, а аминоацильный центр принимает новую аминоацил-тРНК, соответствующую кодону мРНК - образуется трипептидил-тРНК и т.д.

При синтезе каждой пептидной связи гидролизуется 2 молекулы АТФ и 2 молекулы ГТФ.