Процессинг транскриптов первичных тРнк и рРнк.
Посттранскрипционная модификация транспортных РНК идет при участии РНК-азы. Которая отрезает от 3’-конца по одному нуклеотиду, пока не достигнет последовательности –ССА- , одинаковой для всех тРНК. Для некоторых тРНК, наоборот, идет присоединение этих последовательностей. Пре-тРНК содержит всего один интрон. Его удаление приводит к формированию антикодона, который обеспечивает взаимодействие с мРНК в ходе синтеза белка.
Процессинг рибосомальной рнк
В клетках человека содержится около сотни гена рРНК. Они локализованы группами на 5 хромосомах Первичные транскрипты имеют в длину около 13000 нуклеотидов. Они подвергаются процессингу и в результате образуется всего несколько субъединиц. Остальные компоненты разрушаются в ядре. Рибосома – это органелла клетки. Участвующая в синтезе белка. Состоит из большой и малой субъединиц. Белки рибосомы выполняют структурную, регуляторную и каталитическую функции.
Биосинтез белков
Перевод информации мРНК в аминокислотную последовательность белка требует кодирования.
Необходимость кодирования продиктована тем, что нет соответствия между числом мономеров в матрице РНК и синтезируемом белке.
Отсутствует структурное сходство между мономерами РНК и белка.
Это исключает комплементарное взаимодействие. Существует словарь, обеспечивающий включение в белок аминокислот в определенной последовательности. Это генетический, или биологический, или нуклеотидный, или аминокислотный код.
Его характерные свойства.
Триплетность. Для шифровки используется тройка нуклеотидов, или триплеты, получившие название кодоны.
Установлено, что из 64 кодонов только 61 шифрует полипептидную цепь, а три сигнализируют о завершении трансляции и названы стоп-кодонами.
Специфичность. Каждому кодону соответствует определенная аминокислота. Генетический код строго однозначен.
Вырожденность. 61 триплет включает по одной аминокислоте, а значит кодирование одной аминокислоты определяют несколько кодонов. Это свойство называется вырожденность. Это повышает устойчивость информационного потока к неблагоприятным воздействиям внешних и внутренних факторов. При определении природы аминокислоты третий нуклеотид в кодоне не имеет важного значения, как первые два. Замена третьего нуклеотида не сказывается на его смысле.
Линейность записи информации. В ходе трансляции кодоны мРНК читаются с фиксированной стартовой точки последовательно и не перекрываются. В записи информации отсутствует сигнал на конец и начало следующего кодона.
Кодон AUG является инициирующим и прочитывается как в начале, так и в других участках. Следующие кодоны читаются последовательно без пропусков вплоть до стоп-кодона. На нем синтез полипептидной цепи заканчивается.
Универсальность. Считается, что код абсолютно универсален для все организмов. Однако, стало известно, что 4 триплета митохондриальной мРНК имеют другое значение, чем в мРНК ядерной.
Колинеарность. Последовательность в гене и продукте.
Основные компоненты белок синтезирующей системы.
Аминокислоты. Всего 20 аминокислот входят в структуру белков организма. Они должны присутствовать в достаточном количестве. Особенно это относится к незаменимым аминокислотам, т.к. недостаточное снабжение клетки хотя бы одной из них приводит к остановке синтеза белка.
мРНК. 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.
тРНК. У человека около 60 различных тРНК включают аминокислоты в белок. Так как существует около 60 различных тРНК, то некоторым аминокислотам соответствует по две или более тРНК. Различные тРНК, присоединяющие одну аминокислоту, называют изоакцепторными.
Присоединение аминокислоты к тРНК осуществляется ферментом аминоацил-тРНК-синтетазой, имеющей специфичность одновременно к двум соединениям: какой-либо аминокислоте и соответствующей ей тРНК. Для реакции требуется две макроэргические связи АТФ. Аминокислота присоединяется к 3'-концу акцепторной петли тРНК через свою α-карбоксильную группу, и связь между аминокислотой и тРНК становится макроэргической. α-аминогруппа остается свободной. Первые два основания кодона и последние два основания антикодона образуют обычные прочные пары и вносят наибольший вклад в специфичность декодирования. Третье основание кодона и первое основание антикодона связываются слабее и поэтому некоторые тРНК могут прочитывать больше, чем один кодон. Это гипотеза качания, т.е. третье основание большинства кодонов имеет определенную степень свободы при образовании пары с соответствующим антикодоном.
Аминоацил-тРНК-синтетазы. Каждая из них узнает только одну определенную аминокислоту и те тРНК, которые способны связываться с этой аминокислотой. Т.е. в цитозоле есть 20 различных ферментов.
Рибосомы - внутриклеточных белоксинтезирующие органеллы.
Состоят из 40S (малой) и 60S (большой) субъединиц. ;Каждая субъединица включает рРНК и белки. Белки выполняют структурную функцию, обеспечивая взаимодействие всех структур. Различают рибосомы двух типов. Свободные в цитоплазме и связанные с эндоплазматическим ретикулом (ЭР), последние осуществляют синтез белка на экспорт.
Источник энергии. На включение одной аминокислоты расходуется 4 макроэргических связей: 2 из АТФ и 2 ГТФ. И еще АТФ и ГТФ на инициацию и терминацию полипептидной цепи.
Трансляция (синтез белка)
Выделяют три основных стадии трансляции: инициация, элонгация, терминация.
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.
В начале 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 метионил-тРНК 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 аминоацил-тРНК.
Гидролиз макроэргов дает энергию для скольжения по некодирующей части мРНК. Формируются две центра рибосом П и А. В П (Р) центре оказывается AUG-кодон мРНК с присоединенной к нему Мет-тРНКiмет. В клетках есть две различающиеся по структуре тРНК, узнающие кодон AUG-. Инициирующий кодон узнает тРНКiмет, а триплеты мРНК, кодирующие включение метионина во внутренние участки белка, прочитываются другой тРНКмет. В А-центре находится триплет. Кодирующий включение первой аминокислоты синтезируемого белка.
После присоединения большой субъединицы начинается стадия элонгации.
Элонгация
Для этой стадии необходимы все 20 аминокислот, тРНК для всех аминокислот, белковые факторы элонгации, ГТФ. Удлинение цепи происходит со скоростью примерно 20 аминокислот в секунду.
В ходе элонгации рибосома с помощью аа-тРНК последовательно читает мРНК в виде триплетов нуклеотидов, идущих за инициирующим кодоном в направлении от 5’- к 3’-концу, наращивает полипептидную цепочку за счет последовательного присоединения аминокислот.
Элонгация представляет собой циклический процесс. Первый цикл (и следующие циклы) элонгации включает три шага:
Присоединение аминоацил-тРНК (еще второй) к кодону мРНК (еще второму), аминокислота при этом встраивается в А-центр рибосомы. Источником энергии служит ГТФ.
Фермент пептидилтрансфераза осуществляет перенос метионина с метионил-тРНК (в П-центре) на вторую аминоацил-тРНК (в А-центре) с образованием пептидной связи между метионином и второй аминокислотой. При этом уже активированная СООН-группа метионина связывается со свободной NH2-группой второй аминокислоты. Здесь источником энергии служит макроэргическая связь между аминокислотой и тРНК.
Фермент транслоказа перемещает мРНК относительно рибосомы таким образом, что первый кодон АУГ оказывается вне рибосомы, второй кодон (на рисунке ) становится напротив П-центра, напротив А-центра оказывается третий кодон (на рисунке ). Для этих процессов необходима затрата энергии ГТФ. Так как вместе с мРНК перемещаются закрепленные на ней тРНК, то инициирующая первая тРНК выходит из рибосомы, вторая тРНК с дипептидом помещается в П-центр.
Последовательность событий стадии элонгации
Второе повторение цикла – начинается с присоединения третьей аминоацил-тРНК к третьему кодону мРНК, аминокислота-3 становится в А-центр. Далее трансферазная реакции повторяется и образуется трипептид, занимающий А-центр, после чего он смещается в П-центр в транслоказной реакции..
В пустой А-центр входит четвертая аминоацил-тРНК и начинается третий цикл элонгации:
Образование пептидной связи при встраивании четвертой аминокислоты в пептид.
Субъединицы рибосомы, большая часть транспортных РНК и матричная РНК не показаны.
Цикл элонгации (реакции 1,2,3) повторяется столько раз, сколько аминокислот необходимо включить в полипептидную цепь.
Терминация
Синтез белка продолжается до тех пор, пока рибосома не достигнет на мРНК особых терминирующих кодонов – стоп-кодонов УАА, УАГ, УГА. Данные триплеты не кодируют ни одной из аминокислот, их также называют нонсенс-кодоны. При вхождении этих кодонов внутрь рибосомы происходит активация белковых факторов терминации, которые последовательно катализируют:
Гидролитическое отщепление полипептида от конечной тРНК.
Отделение от П-центра последней, уже пустой, тРНК.
Диссоциацию рибосомы.
Источником энергии для завершения трансляции является ГТФ.
Реакции стадии терминации
Полирибосомы
По причине того, что продолжительность жизни матричной РНК невелика, перед клеткой стоит задача использовать ее максимально эффективно, т.е. получить максимальное количество "белковых копий". Для достижения этой цели на каждой мРНК может располагаться не одна, а несколько рибосом, встающих последовательно друг за другом и синтезирующих пептидные цепи. Такие образования называются полирибосомы.
Посттрансляционные модификации полипептидной цепи. Новосинтезированным белкам надо "созреть"
После того как пептидная цепь отходит от рибосомы она должна принять свою биологически активную форму, т.е. свернуться определенным образом, связать какие-либо группы и т.п. Реакции превращения полипептида в активный белок называются процессинг или посттрансляционная модификация белков.
К основным реакциям процессинга относятся:
1. Удаление с N-конца метионина или даже нескольких аминокислот специфичными аминопептидазами.
2. Образование дисульфидных мостиков между остатками цистеина.
3. Частичный протеолиз – удаление части пептидной цепи, как в случае с инсулином или протеолитическими ферментами ЖКТ.
4. Присоединение химической группы к аминокислотным остаткам белковой цепи: фосфорной кислоты – например, фосфорилирование по аминокислотам серину, треонину, тирозину используется при регуляции активности ферментов или для связывания ионов кальция,
карбоксильной группы – например, при участии витамина К происходит γ-карбоксилирование глутамата в составе протромбина, проконвертина, фактора Стюарта, Кристмаса, что позволяет связывать ионы кальция при инициации свертывания крови, метильной группы – например, метилирование аргинина и лизина в составе гистонов используется для регуляции активности генома, гидроксильной группы – например, образование гидроксипролина и гидроксилизина необходимо для созревания молекул коллагена при участии витамина С, йода – например, в тиреоглобулине присоединение йода необходимо для образования предшественников тиреоидных гормонов йодтиронинов.
5. Включение простетической группы:
углеводных остатков – например, гликирование требуется при синтезе гликопротеинов.
гема – например, при синтезе гемоглобина, миоглобина, цитохромов, каталазы,
витаминных коферментов – биотина, ФАД, пиридоксальфосфата и т.п.
6. Объединение протомеров в единый олигомерный белок, например, гемоглобин, коллаген, лактатдегидрогеназа, креатинкиназа.
Фолдинг белков
Фолдинг – это процесс укладки вытянутой полипептидной цепи в правильную трехмерную пространственную структуру. Для обеспечения фолдинга используется группа вспомогательных белков под названием шапероны (chaperon, франц. – спутник, нянька). Они предотвращают взаимодействие новосинтезированных белков друг с другом, изолируют гидрофобные участки белков от цитоплазмы и "убирают" их внутрь молекулы, правильно располагают белковые домены. Шапероны представлены семействами, состоящими из гомологичных по строению и функциям белков, которые отличаются по характеру экспрессии и присутствию в разных компартментах клетки.
В целом шапероны способствуют переходу структуры белков от первичного уровня до третичного и четвертичного, но они не входят в состав конечной белковой структуры.
Новосинтезированные белки после выхода с рибосом для правильного функционирования должны укладываться в стабильные трехмерные структуры и оставаться такими на протяжении всей функциональной жизни клетки. Поддержание контроля качества структуры белка и осуществляется шаперонами, катализирующими укладку полипептидов. Сборка полипротеинов и укладка мультибелковых комплексов также осуществляется шаперонами. Шапероны связываются с гидрофобными участками неправильно уложенных белков, помогают им свернуться и достигнуть стабильной нативной структуры и, тем самым, предотвращают их включение в нерастворимые и нефункциональные агрегаты. В течение своей функциональной жизни белок может подвергаться различным стрессам и денатурации. Такие частично денатурированные белки могут стать, во-первых, мишенью протеаз, во-вторых, агрегировать и, в-третьих, укладываться в нативную структуру с помощью шаперонов. Баланс и эффективность, с которой происходят эти три процесса, определяются соотношением компонентов, участвующих в этих реакциях.
- Транспорт многих белков из одного компартмента в другой.
- Участие в сигнальных путях. Например, присутствие Hsp70 необходимо для активации фосфатазы, которая путем дефосфорилирования ингибирует протеинкиназу JNK , компонент сигнала стресс-индуцированного апоптоза , т.е. Hsp70 является частью антиапоптозного сигнального пути.
- Регуляция функций различных молекул. Например, стероидный рецептор, находящийся в цитоплазме, связан с Hsp90; лиганд, попадающий в цитоплазму, присоединяется к рецептору и вытесняет шаперон из комплекса. После этого комплекс рецептор-лиганд приобретает способность связываться с ДНК, мигрирует в ядро и осуществляет функцию транскрипционного фактора.
При нарушении функции шаперонов и отсутствии фолдинга в клетке формируются белковые отложения – развивается амилоидоз. Амилоид представляет собой гликопротеид, основным компонентом которого являются фибриллярные белки. Они образуют фибриллы, имеющие характерную улырамикроскопическую структуру. Фибриллярные белки амилоида неоднородны. Насчитывают около 15 вариантов амилоидоза.
Прио́ны
Складывается впечатление, что фолдинг с участием фолдаз и шаперонов приводит к правильной. Наиболее оптимальной в энергетическом и функциональном отношениях структкре. Однако это не так. Существует группа тяжелых неврологических болезней, обусловленных неправильным фолдингом одного, вполне определенного белка.
Известно, что PrP может существовать в двух конформациях — «здоровой» — PrPC, которую он имеет в нормальных клетках (C — от англ. cellular — «клеточный»), в которой преобладают альфа-спирали, и «патологической» — PrPSc, собственно прионной (Sc- от scrapie), для которой характерно наличие большого количества бета-тяжей.
Прионный белок, обладающий аномальной трёхмерной структурой, способен прямо катализировать структурное превращение гомологичного ему нормального клеточного белка в себе подобный (прионный), присоединяясь к белку-мишени и изменяя его конформацию. Как правило, прионное состояние белка характеризуется переходом α-спиралей белка в β-слои.
При попадании в здоровую клетку, PrPSc катализирует переход клеточного PrPC в прионную конформацию. Накопление прионного белка сопровождается его агрегацией, образованием высокоупорядоченных фибрил (амилоидов), что в конце концов приводит к гибели клетки. Высвободившийся прион, по-видимому, оказывается способен проникать в соседние клетки, также вызывая их гибель.
Функции белка PrPC в здоровой клетке — поддержание качества миелиновой оболочки, которая в отсутствие этого белка постепенно истончается. В норме белок PrPC ассоциирован с клеточной мембраной, гликозилирован остатком сиаловой кислоты. Он может совершать циклические переходы внутрь клетки и обратно на поверхность в ходе эндо- и экзоцитоза.
До конца механизм спонтанного возникновения прионных инфекций не ясен. Считается (но ещё не полностью доказано), что прионы образуются в результате ошибок в биосинтезе белков. Мутации генов, кодирующих прионный белок (PrP), ошибки трансляции, процессы протеолиза — считаются главными кандидатами на механизм возникновения прионов.
Таким образом, прио́ны — особый класс инфекционных агентов, чисто белковых, не содержащих нуклеиновых кислот, вызывающих тяжёлые заболевания центральной нервной системы у человека и ряда высших животных (т. н. «медленные инфекции»).
Есть данные, дающие основание считать, что прионы являются не только инфекционными агентами, но и имеют функции в нормальных биопроцессах. Так, например, существует гипотеза, что через прионы осуществляется механизм генетически обусловленного стохастического старения.
Прионы — единственные известные инфекционные агенты, размножение которых происходит без участия нуклеиновых кислот.
Во второй половине XX века врачи столкнулись с необычным заболеванием человека — постепенно прогрессирующим разрушением головного мозга, происходящим в результате гибели нервных клеток. Это заболевание получило название губчатой энцефалопатии. Похожие симптомы были известны давно, но наблюдались они не у человека, а у животных (скрейпи овец), и долгое время между ними не находили достаточной обоснованной связи.
Новый интерес к их изучению возник в 1996 г., когда в Великобритании появилась новая форма заболевания, обозначаемая как «новый вариант болезни Крейтцфельдта-Якоба.
Важным событием было распространение «коровьего бешенства» в Великобритании, эпидемия которого была сначала в 1992—1993 гг, а потом и в 2001 г охватила несколько европейских государств, но тем не менее экспорт мяса во многие страны не был прекращён. Заболевание связывают с использованием «прионизированной» костной муки в кормах и премиксах, изготовленной из туш павших или заболевших животных, возможно, и не имевших явных признаков заболевания.
Пути переноса причинного фактора болезни, механизмы проникновения прионов в организм и патогенез заболевания изучены пока недостаточно.
Прионы млекопитающих — возбудители губчатой энцефалопатии
Скрейпи овцы и козы Прион скрейпи OvPrPSc
Трансмиссивная энцефаломиопатия норок (ТЭН) Прион ТЭН и MkPrPSc
Chronic wasting disease (CWD) олени и лоси CWD прион MDePrPSc
Губчатая энцефалопатия крупного рогатого скота (ГЭКРС) Коровы Прион ГЭКРС BovPrPSc
Губчатая энцефалопатия кошачьих (ГЭК) Кошки Прион ГЭК FePrPSc
Губчатая энцефалопатия экзотических копытных (EUE) Антилопы и большой куду EUE прион NyaPrPSc
Куру Люди Прион куру HuPrPSc
Болезнь Крейцфельда-Якоба (БКЯ) Люди Прион БКЯ HuPrPSc
(New) Variant Creutzfeldt-Jakob disease (vCJD, nvCJD) Люди vCJD прион HuPrPSc
Синдром Герстманна—Штройслера—Шейнкера (GSS) Люди GSS прион HuPrPSc
Фатальная семейная бессонница (ФСБ) Люди Прион ФСБ HuPrPS
Человек может заразиться прионами, содержащимися в пище, так как они не разрушаются ферментами пищеварительного тракта. Так как стенками кишечника они не адсорбируются, то могут проникать в кровь только через поврежденные ткани. В конечном итоге они попадают в центральную нервную систему. Так переносится новый вариант болезни Крейтцфельдта-Якоба (nvCJD), которой люди заражаются после употребления в пищу говядины, содержащей нервную ткань из голов скота, больных бычьей губчатой энцефалопатией (BSE, коровье бешенство).
На практике доказана возможность прионов заражать организм мышей воздушно-капельным путем.
Прионы могут проникать в тело и парентеральным путем. Были описаны случаи заражения при внутримышечном введении препаратов, изготовленных из человеческих гипофизов (главным образом гормоны роста для лечения карликовости), а также заражение мозга инструментами при нейрохирургических операциях, поскольку прионы устойчивы к применяемым в настоящее время термическим и химическим методам стерилизации. Эта форма болезни Крейтцфельдта-Якоба обозначается как ятрогенная (1CJD).
При определённых, неизвестных условиях, в организме человека может произойти спонтанная трансформация прионного белка в прион. Так возникает так называемая спорадическая болезнь Крейтцфельдта-Якоба (sCJD), впервые описанная в 1920 г. независимо друг от друга Гансом Герхардом Крейтцфельдтом и Альфонсом Марией Якобом. Предполагается, что спонтанное возникновение этой болезни связано с фактом, что в норме в человеческом теле постоянно возникает небольшое количество прионов, которые эффективно ликвидируются клеточным Аппаратом Гольджи. Нарушение этой способности «самоочищения» клеток может привести к повышению уровня прионов выше допустимой границы нормы и к их дальнейшему неконтролируемому распространению. Причиной возникновения спорадической болезни Крейтцфельдта-Якоба согласно этой теории является нарушение функции Аппарата Гольджи в клетках.
Особую группу прионовых заболеваний представляют собой наследственные (врожденные) болезни, вызванные мутацией гена прионового белка, который делает возникший прионовый белок более подверженным спонтанному изменению пространственной конфигурации и превращения их в прионы. К этой группе наследственных заболеваний относится и наследственная форма болезни Крейтцфельдта-Якоба (fCJD), которая наблюдается в ряде стран мира. При прионовой патологии наивысшая концентрация прионов обнаружена в нервной ткани заражённых людей. Прионы встречаются в лимфатической ткани. Наличие прионов в биологических жидкостях, включая слюну, пока не было однозначно подтверждено. Если представление о постоянном возникновении небольшого количества прионов верно, то можно предположить, что новые, более чувствительные методы диагностики откроют это количество прионов, разбросанное по различным тканям. В данном случае, однако, речь пойдёт о «физиологическом» уровне прионов, которые не представляют собой никакой угрозы для человека.
Ингибиторы матричных биосинтезов.
Существует большая группа веществ, ингибирующих синтез ДНК, РНК или белков.
Действие ингибиторов матричных синтезов как лекарственных препаратов основано на модификации матриц: ДНК, РНК, рибосом или инактивации ферментов. Центральное место среди них принадлежит антибиотикам.
Ингибиторы репликации
Антибиотики, взаимодействующие с ДНК, нарушают её матричную функцию и вызывают подавление процессов репликации и транскрипции. Их используют для лечения злокачественных новообразований и называют противоопухолевыми препаратами. Дауномицин, доксорубицин и некоторые другие взаимодействуют с молекулой ДНК таким образом, что циклическая структура этих антибиотиков встраивается между парами оснований G≡C, а углеводный компонент занимает малую бороздку ДНК. Это ведёт к локальному изменению структуры ДНК и ингибированию репликации и транскрипции.
К таким веществам относят также антибиотик актиномицин D, блокирующий синтез ДНК и РНК у про- и эукариотов. Это соединение слишком токсично, чтобы использовать его в клинических целях, но его широко используют в научно-исследовательской работе для изучения процессинга первичных транскриптов РНК.
Избирательность действия противоопухолевых антибиотиков невелика и обеспечивается более высокой по сравнению с нормальными клетками скоростью синтеза ДНК и РНК, а также повышенной проницаемостью клеточных мембран опухолевых клеток. В то же время эти соединения токсичны для быстроделящихся нормальных клеток организма, таких как стволовые клетки кроветворной системы, клетки слизистой оболочки желудка и кишечника, фолликулов волос. В последние годы проводятся исследования по созданию препаратов, обеспечивающих доставку ингибитора только в опухолевые клетки. Это достигается связыванием цитотоксических антибиотиков с белками, рецепторы к которым имеются главным образом на опухолевых клетках.
К препаратам, останавливающим репликацию, относят алкилирующие агенты и ингибиторы ДНК-топоизомеразы II (одной из изоформ топоизомераз). Известно, что транскрипция некоторых генов возможна лишь при определённом уровне суперспирализации матрицы
Трансляция является хорошей мишенью для лекарств
Многие вещества обладают способностью связываться с элементами рибосом или другими факторами трансляции. Некоторые из этих веществ используются в качестве лекарственных средств, которые в состоянии действовать на разных уровнях трансляции, например:
1. Инактивация факторов инициации
интерферон активирует внутриклеточные протеинкиназы, которые, в свою очередь, фосфорилируют белковый фактор инициации ИФ-2 и подавляют его активность.
2. Нарушение кодон-антикодонового взаимодействия
стрептомицин присоединяется к малой субъединице и вызывает ошибку считывания первого основания кодона.
3. Блокада стадии элонгации
тетрациклины блокируют А-центр рибосомы и лишают ее способности связываться с аминоацил-тРНК,
левомицетин связывается с 50S-частицей рибосомы и ингибирует пептидил-трансферазу,
эритромицин связывается с 50S-частицей рибосомы и ингибирует транслоказу,
пуромицин по структуре схож с тирозил-тРНК, входит в А-центр рибосомы и участвует в пептидил-трансферазной реакции, образуя связь с имеющимся пептидом. После этого комплекс пуромицин‑-пептид отделяется от рибосомы, что останавливает синтез белка.
Цефалоспорины оказывают бактерицидное действие, которое связано с нарушением образования клеточной стенки бактерий.
Вирусы и токсины также являются ингибиторами матричных синтезов.
Генетический материал вирусов невелик и представлен молекулой ДНК или РНК. После заражения начинается синтез вирусных ДНК, РНК и белков с использованием субстратов клетки. При этом в зараженной клетке прекращается собственный синтез, что приводит к гибели клетки.
Токсины
Токсин бледной поганки α-амитин ингибирует РНК-полимеразу II, катализирующую синтез мРНК.
Токсин клещевины обыкновенной – рицин (N-гликозилаза) удаляет один остаток аденина из рРНК большой субъединицы и ингибирует синтез белка. Т.к. рицин входит в состав касторового масла, то лечение им проводят короткими курсами.
Система интерферона (ИФН) — важнейший фактор неспецифической резистентности организма человека.
В настоящее время интерферон относят к классу индуцируемых белков клеток позвоночных. Важнейшие их функции: антивирусная, противоопухолевая, иммуномодулирующая и радиопротективная. Различают три ИФН: а-ИФН синтезируют лейкоциты периферической крови (ранее был известен как лейкоцитарный ИФН); бета-ИФН синтезируют фибробласты (ранее был известен как фибробластный ИФН); у-ИФН — продукт стимулированных Т-лимфоцитов, NK-клеток и (возможно) макрофагов (ранее был известен как иммунный ИФН).
По способу образования различают интерферон типа I (образуется в ответ на обработку клеток вирусами, молекулами двухцепочечной РНК, полинуклеотидами и радом низкомолекулярных природных и синтетических соединений) и ИФН типа II (продуцируется лимфоцитами и макрофагами, активированными различными индукторами; действует как цитокин). ИФН видоспецифичны. Каждый биологический вид, способный к их образованию, продуцирует свои уникальные продукты, похожие по структуре и свойствам, но не способные проявлять перекрёстный антивирусный эффект (то есть действовать в условиях организма другого вида).
Механизм антивирусного действия. Интерферон индуцируют «антивирусное состояние» клетки (резистентность к проникновению или блокада репродукции вирусов). Блокада репродуктивных процессов при проникновении вируса в клетку обусловлена угнетением трансляции вирусной мРНК. При этом противовирусный эффект ИФН не направлен против конкретных вирусов; то есть ИФН не обладают вирусоспецифичностью. Это объясняет их универсально широкий спектр антивирусной активности.