47. Кодон и антикодон, принципы их взаимодействия. Принцип нестрогого

соответствия (wobble-гипотеза).

Кодон – это последовательность иРНК, которая состоит из 3-х нуклеотилов и соответствует определенной АК.

Антикодон – это последовательность из 3 нуклеотидлов аминоацил-тРНК, комплементарная кодону иРНК. Антикодон позволяет тРНК поместить (добавить) нужную АК в синтезируемый пептид в соответствии с кодоном. Взаимодействие между кодоном и антикодоном основано на комплементарности и происходит на рибосоме.Гипотеза нестрогого соответствия (wobble-гипотеза).Функция тРНК осуществляется после того, как тРНК распознает кодон, находящийся в А сайте рибосомы. Эта гипотеза подразумевает, что тРНК способна распознавать более чем один кодон путем необычного (non-G-C, non-A-T) спаривания с третьим основанием кодона. Только в трех случаях в третьей позиции кодона находится уникальное основание: AUG (для метионина), UGG (для триптофана) и UGA (терминирующий кодон). С и U никогда не имеют уникального значения в третьей позиции и А никогда не выражает уникальной АК. Так как антикодон комплиментарен кодону, то первое основание в последовательности антикодона традиционно записывается в направлении 5'-3'. Первое основание в антикодоне взаимодействует с третьим основанием в последовательности кодона. Кодон ACG/антикодон CGU можно записать как

Кодон: 5' ACG 3'

Антикодон: 3' UGC 5'.

Последовательность антикодона должна читаться в обратном порядке, чтобы быть комплементарной последовательности кодона. Но так как принято записывать последовательность нуклеотидов в направлении 5' - 3', то эту пару кодон/антикодон можно записать и так – ACG и CGU соответственно.

48. Аминоацилирование тРнк как необходимый этап трансляции:

механизм действия аминоацил-тРНК-синтетаз.

Реакцию аминоацилирования тРНК катализируют синтетазы.

Все синтетазы можно разделить на два класса, каждый из которых содержит 10 ферментов. Общий тип организации: каталитический домен, содержащий сайт связывания с АТФ и АК, тРНК представлен протяженным участком. Он прерывается вставкой домена, ответственного за взаимодействие с акцепторной спиралью тРНК. Отдельный домен отвечает за связывание антикодонового плеча тРНК. У мультимерных ферментов есть домен димеризации.

Тип I в основном гомодимеры, 2 тетрамера.

синтетаз имеет N-концевой каталитический домен, который отличается наличием двух коротких, достаточно консервативных последовательностей АК. Каталитический домен формирует мотив, который называется нуклеотид-связывающая петля. Этот нуклеотид-связывающий мотив состоит из параллельных β-слоев и α-спиралей, которые образуют часть АТФ-связывающего сайта. Синтетаза класса 1 контактирует с тРНК со стороны Д-петли. Она узнает малую бороздку акцепторного стебля тРНК одним из краев и взаимодействует с антикодоновой петлей другим его краем. Такой контакт с ферментом изменяет структуру тРНК в двух точках: 1) Основания У35 и У36 в антикодоновой петле достаточно далеко выступают за пределы тРНК; 2) конец акцепторного стебля деформируется и нарушается взаимодействие между У1 и А72.

Тип II Для последовательностей каталитического домена синтетаз класса II характерны три общие свойства. Активный центр состоит из больших антипараллельных β-слоев, окруженных α-спиралями. Акцепторный спираль-связывающий домен, который экранирует каталитический домен, имеет характерную для индивидуального фермента структуру. Антикодон-связывающий домен является N-концевым. Локализация доменов олигомеризации так же различна. Синтетаза класса 2 контактирует с другой сторон в тРНК, она узнает вариабельную петлю и большую бороздку акцепторного стебля. Акцепторный стебель при этом сохраняет спиральную структуру. Други краем фермент образует плотный контакт с антикодоновой петлей тРНК.

Специфичность р-ции узнавания между АК и тРНК контролируется аминоацил-тРНК-синтетазой. Аминоацил-тРНК-синтетазы ф-ция, Каждая синтетаза должна различать свою АК от 20 других, а так же распознавать все соответствующие ей тРНК. Корректирующая активность аминоацил-тРНК-синтетазы обеспечивает исправление ошибок в случае связывания неправильного компонента. Существует кинетическая и химическая коррекция.

Синтетазы подбирают тРНК и аминокислоты в строгом соответствии с генетическим кодом. Каждая синтетаза узнает только одну аминокислоту и все типы тРНК, соответствующие одной аминокистоте. Молекулы тРНК, соответствующие одной АК, называются изоакцепторными.

Изоакцепторные тРНК (группа, соответствующая какой-то определенной тРНК) распознаются одной и той же аминоацил-тРНК-синтетазой. Фермент взаимодействует с акцепторной и антикодоновой ветвями тРНК. Существует 20 групп изоакцепторных тРНК. Каждая группа изоакцепторных тРНК обладает некоторыми общими особенностями, которые позволяют ферменту отличить их от другой группы изоакцепторных тРНК.

Реакции идет в 2 стадии.

1 стадии из АК образуется аминоациладенилат, при этом высвобождается неорганический пирофосфат. Аминоациладенилаты имеют очень высокую реак спосбность, поэтому для их стабилизации они прочно связаны с ферментом.

2 стадия – перенос аминоацильной группы от связанного в активном центре фермента аминоациладенилата на 2' или 3' ОН концевой рибозы тРНК с образованием аминоацил-тРНК. Получается активированная аминокислота переносится на тРНК с высвобождением АМФ.

Контроль Точности амноацилирования:

1. кинетическая коррекция при распознавании тРНК

Если тРНК корректная то связываниеся быстрое, диссоциирует медленно => корректная тРНК вызывает изм-ие конформации синтетазы => аминоацилирование происходит быстро.

Если тРНК некорректная то связывается медленно, диссоциирует быстро => аминоацилирование без изменения конформации происходит медленно.

2. химическая (конформационная = гидролитическая) коррекция при распознавание АК

Аденилирование => связывание тРНК (если неправ, то гидрозиз аминоацил-аденилата) => активация тРНК (если неправ, то гидрозиз аминоацил-тРНК) => образование правильной АК