Аміноацил-тРнк-синтетази

Експериментально доведено існування в будь-яких клітках живого організму

специфічних ферментів, що каталізують активування амінокислот і

скріплення останніх з певними тРНК. Всі ці ферменти виділені в чистому

вигляді з E. coli.

Молекулярна маса майже всіх синтетаз рівна 100 000 Так, за винятком

фенілаланін-тРНК-синтетази (180 000 Так). Всі вони виявилися чутливими

до реагентів на SH-группы і вимагають присутності іонів Mg2+. Ферменти

володіють абсолютною специфічністю дії, оскільки вони дізнаються тільки

одну яку-небудь L-амінокислоту або одну тРНК; ця обставина надзвичайна

важливо, оскільки надалі в білковому синтезі "пізнавання" аміноацил-тРНК

засноване не на природі амінокислоти, а на хімічній природі антикодону

тРНК. Вважається, що в молекулі кожної аміноацил-тРНК-синтетази є

принаймні три центри скріплення: для амінокислоти, тРНК і АТФ; ферменти

вельми чутливі також до аналогів амінокислот, які інгібірують

активування відповідних амінокислот. Деякі ферменти складаються з одного

поліпептидного ланцюга, інші з двох або чотирьох гомологічних або

гетерогенних субодиниць.

Аміноацил-трнк-синтетази в активному центрі містять гістидин,

імідазольне кільце якого бере участь в скріпленні АТФ за допомогою іонів

Mg2+. Найбільшою спорідненістю ці ферменти, як було вказано, володіють

по відношенню до молекул специфічних тРНК, хоча конкретний механізм, за

допомогою якого ферменти дізнаються відповідну РНК, поки не ясний. В той

же час ці ферменти відрізняються низькою молярною активністю (число

оборотів не перевищує декількох сотень каталітичних актів в хвилину).

Транспортні рнк

У лабораторії М. Хогланда було з'ясоване, що при інкубації

14С-аминокислоты з розчинної з розчинною фракцією цитоплазми в

присутності АТФ і подальшим додаванням трихлороцетової кислоти в

білковому осаді, що утворився, мітка не відкривається. Було зроблено

висновок, що мічена амінокислота не включається в білкову молекулу.

Мітка виявилася пов'язаною ковалентний з РНК, такою, що міститься в

безбілковому фільтраті. Показано, що РНК, до якої приєднується мічена

амінокислота, має невелику молекулярну масу і зосереджена в розчинній

фракції, тому її спочатку назвали розчинною, а потім адапторною або

транспортною РНК (тРНК). Трнк припадає на частку приблизно 10 — 15 %

загальної кількості клітинної РНК. До теперішнього часу відкрито більше

60 Різних тРнк. Для кожної амінокислоти в клітці є принаймні одна

специфічна РНК (для ряду амінокислот відкрито більш за одну, зокрема,

для серину — 5 різних тРНК, для лізину і гліцину — по 4 різних тРНК,

хоча і в цьому випадку кожна тРНК пов'язана із специфічною

аміноацил-тРНК-синтетазою). Молекулярна маса більшості тРНК коливається

від 24 000 до 29 000 Так. Вони містять від 75 до 85 нуклеотидов.

Амінокислоти приєднуються до вільної 3'-OH-групі кінцевого

мононуклеотіду, представленого у всіх тРНК АМФ, шляхом утворення

ефірного зв'язку. Цікаво, сто всі тРНК володіють не тільки дивно схожими

функціями, але і дуже схожою тривимірною структурою.

Встановлена первинна структура майже всіх 60 відкритих тРНК; знання

послідовності, а отже, складу тРНК дало в руки дослідників багато цінних

відомостей про біологічну роль окремих компонентів тРНК. Загальною для

тРНК виявилася також нативна конформація, встановлена методом

рентгеноструктурного аналізу і названа спочатку конформацією

конюшинового листа; насправді ця конформація має неправильну, Г-подібну

форму.

Визначення структури тРНК дозволило виявити ряд відмітних ділянок; так,

на 3'-гидроксильном кінці розташовується однакова для всіх тРНК

послідовність триплета ЦЦА-ОН, до якої приєднується за допомогою

ефірного зв'язку специфічна амінокислота. Скріплення в основному

відбувається через 3'-ОН- групу кінцевого аденілового нуклеотиду, хоча

отримані докази можливості приєднання амінокислоти через 2'-ОН- групу.

Тимін-псевдоуридін-цитиділова (Т(Ц) петливши, мабуть, зв'язує

аміноацил-тРНК з поверхнею рибосоми. Є, крім того, додаткова петля,

склад якої варіюється у різних типів молекул тРНК; її призначення

невідоме. Дигідроуріділова петливши, з іншого боку, виявилася необхідною

як сайт (місце) для пізнавання специфічним ферментом —

аміноацил-тРНК-синтетазой. Є також антикодонова петливши, що несе

триплет, названий антикодоном, і розташована на протилежній стороні від

того кінця, куди приєднується амінокислота. Антикодон є специфічним і

комплементарним до відповідного кодону мРНК, причому обидва вони є

антипаралельними в своїй комплементарності.

Ретельний аналіз нуклеотидных послідовностей різних тРНК показав, що всі

вони містять однаковий 5'-кінцевий нуклеотід — ГМФ з вільною

5'-фосфатной групою. Адапторна функція молекул тРНК полягає в пов'язанні

кожної молекули тРНК зі своєю амінокислотою. Але оскільки між

нуклеїновою кислотою і специфічною функціональною групою амінокислоти не

існує відповідності і спорідненості, цю функцію пізнавання повинна

виконувати білкова молекула, яка дізнається як молекулу специфічної тРНК, так і специфічної амінокислоти.

12. Типи пластид, їхні функції.

Пластиди (від грец. plastos — утворений, виліплений, оформлений) — основні органели рослин та водоростей. Покриті подвійною мембраною і мають в своєму складі багато копій кільцевої ДНК. Сукупність пластид клітини утворює пластидом.

Пластиди (від грец. plastos — утворений, виліплений, оформлений) — характерні для автотрофних еукаріот (рослин); належать до автопродукуючих органел, побудованих із плоских міхурців — тилакоїдів, в яких відбувається процес біосинтезу. Вони оточені двома ліпопротеїновими мембранами. Мають власну ДНК і трансляційний апарат. З огляду на роль, походження і забарвлення пластиди поділяють на декілька характерних груп.

Класифікація пластид.