41. Процесс трансляции у прокариот. Ингибиторы трансляции.

(1) Инициация: mRNA, tRNA, GTP – 3 факт. инициации.

Мал. с/ед. рибосомы так соед. с mRNA, чтобы -AUG- попал в Р-центр.

IF-3 → соед. мал. с/ед. GTP-подводящий фактор → поступл. эн. IF-1 ускор. инициацию. mRNA счит. с 5’. посл-ть Shine-Dolgarno компл. 3’-концу 16S rRNA → AUG в Р-центр. С AUG связ. IF-2 (фармилметионин-tRNA). Подходит 50S (бол. с/ед) → 70S комплекс.

(2) Элонгация. EF-Tu (GTP-подвод. для кодон-антикодонового узнавания). Встр. след. кодона mRNA в А-центр. EF-Ts (регенерир. мол. GTP для след. шага). Пептидилтрансфераза (в бол. с/ед) переносит а/к от tRNA в Р-центре на а/к tRNA в А-центре → обр. дипептид. EF-G (транслоказа) – ц/пл, имеет ATP-акт-ть, передвиг. рибосому на 1 кодон (20 а/к в с).

(3) Терминация. 3 рег. фактора: 1. узнав. UAA, UAG; 2. узнав. UAA, UGA; 3. присоед. к 1 / 2 факт., подв. GTP → разруш.

20 tRNA. Расх. эн. на синт. 1 пепт. св. = 4 макроэргич. св. (2 GTP).

Ингибиторы: тетрациклины (инг. элонгацию, св. с 30S с/ед рибосом и блок. присоед. aa-tRNA в А-центр),

левомицетин (присоед. к 50S с/ед рибосом и инг. пептидилтрансферазную акт-ть),

β-лактамы (ингиб. ферм., обеспеч. обр. поперечн. св. в стр-ре б. кл.),

макролиды – эритромицин (то же, ингиб. транслокацию),

аминогликозиды – стрептомицин (инг. инициацию, св. с 30S с/ед, вызыв. ошибки в прочтении mRNA).

41. Процесс трансляции у эукариот. Ингибиторы трансляции.

(1) Инициация. 13 IF. Перв. tRNA → Met. GTP, ATP. Рибосома 40S+60S. eIF-6 св. с мал. с/ед. CBP (cap binding protein) св. вне рибос. с кэп mRNA → спос. св. mRNA с eIF-4A (RNA-хеликаза, расщ. втор. стр-ру) и eIF-4B (мал. с/ед → в прав. полож.; AUG → в А-центр). eIF-1, 3 (ускор. движ.). eIF-2 (GTP- подв.). eIF-4С (факт. ассоциации). eIF-5.

(2) Элонгация. То же, что у про-:

EF (GTP-подвод. для кодон-антикодонового узнавания). Встр. след. кодона mRNA в А-центр. EF (регенерир. мол. GTP для след. шага). Пептидилтрансфераза (в бол. с/ед) переносит а/к от tRNA в Р-центре на а/к tRNA в А-центре → обр. дипептид. EF-G (транслоказа) – ц/пл, имеет ATP-акт-ть, передвиг. рибосому на 1 кодон.

Транспептидаза – далее (эн. не заканч.). EF-2 (цитоплазматич. транслоказа) → передвиж. на 1 кодон.

(3) Терминация. Узн. любой из 3 стоп-кодонов (UAA, UAG, UGA). С ним связ. GTPase → распад.

31 tRNA. 31 аа-tRNA-синтетаза в мультиферм. компл.

Ингибиторы: см. 47. Также: вирусы (ингиб. синтез НК и б. хозяина), токсины: α-амантин (инг. эу- RNA-pol), клещевина → рицин (удаляет остаток аденина из 28S rRNA бол. с/ед и инг. синтез б. у эу-), Cor. diphteriae → дифт. энтеротоксин (катализ. ADP-рибозилирование и инакт. факт. элонг. EF-2).

41. Регуляция экспрессии генов.

Про-. Гены: 1) конститутивные (нужны постоянно, в неб кол-вах). 2) индуцируемые. В N транскр. ок. 600-700 б. (конст.). Больш-во генов индуцир. Гены объединены в оперон (уч-ок DNA, кот. сод. инф. о группе функц. вз/св стр. генов и регуляторную зону, контролирующую их транскр.). (1) Индуцируемый оперон. Лактозный оперон E. coli. Индуктор – S (Lac). Гены: А=β-галактозидаза, В=галактозидпермеаза (осущ. трансп. лактозы через пл. мембр.), С=тиогалактозид транспептидаза. R= ген-регулятор (синт. белок, кот. активирует оператор), расп. оч. далеко, обычно upstream. Пост. выраб. репрессор, след. обычно экспрессия этих генов невозм. При появлении индуктора (Lac) репрессор инактивируется → синт. до 50000 мол. β-галактозидазы за неск. с.

–5’–R–––p–o–A–B–C–3’–

(2) Репрессируемый. Триптофановый оперон. Синт. Trp идет постоянно. Корепрессор – конечн. продукт или др. в-во. R → репрессор (н/акт). Если +корепрессор, то → блок. оператор. Обычно индуцируемыми явл. гены, синт. ферменты катаболич. р-ий, репрессируемыми – анаболич. р-ий.

(3) Катаболическая репрессия lac оперона. ↑[Glc] → ↓[cAMP] → ↓Lac (↓акт-ть оперона). БРЦ = белок-рецептор цАМФ (CAP = cAMP-activated protein). CAP+cAMP → связ. с промотором, подстегивает активность оперона.

Регуляция экспрессии на уровне трансляции: (1) недостаток tRNA (мн. бактериофаги метаб. tRNA в кл., подавляя синтез б.). (2) ↓акт. аминоацил-tRNAсинтетаз (фаги выр. ингибиторы). (3) ↑ур-нь RNAases, ↑расщепл. RNA (синдром хронической усталости?). (4) фосфорил. факт. инициац. киназами → потеря акт. (5) регул. числом и акт-тью рибосом.

Прокариоты: перекрываемость генов (разные рамки считывания).

Эу-. 5 уровней: претранскр., транскр., посттранскр. (процессинга mRNA), трансляц., посттрансляц. (процессинга б.).

(1) Претранскр. Отн. к организации генома. Генные сети, высокая пластичность генома, организация зроматина, хим. сост. (2) Транскр. (не хар. прямая субстратная регул.). Транскр. факторы (изв. ок. 3 тыс.), регуляторные посл-ти (энхансеры, сайленсеры, инсуляторы, респонз-элементы). (3) Посттранкрипц. (уровень процессинга mRNA). Альтерн. сплайсинг, альтернат. промоторы, регуляция стабильность mRNA, редактирование mRNA. (4) Трансляц. уровень: то же, что у прокариот. Нед. tRNA, ↓акт. аминоацил-tRNAсинтетаз, ↑ур-нь RNAases, фосфорил. факт. инициац. киназами, регул. числом и акт-тью рибосом. (5) Пострансляц. (процессинга белка). В ц/пл или ER. 5 этапов: фолдинг, гликозилирование, ограниченный протеолиз, стр. модиф. а/к (карбоксилирование), присоед. простетич. гр. (у сл. б.).