Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 2: Пер. С англ. – м.: Мир, 1994. – 235 с.

______________ ТРАНСЛЯЦИОННАЯ И ПОСТТРАНСЛЯЦИОННАЯ РЕГУЛЯЦИЯ РАЗВИТИЯ 219

протеинкиназу (Sierra et al., 1977). Таким образом, у зародышей морской креветки может функционировать такой же механизм регуляции, который участвует в регуляции синтеза гемоглобина.

По-видимому, даже спермии контролируют экспрессию определенных генов на уровне трансляции. Как и в яйцеклетках, в спермиях могут запасаться мРНК для последующего использования. Это можно наблюдать в спермиях птиц и млекопитающих для лактатдегидрогеназы-Х (ЛДГ-Х). Этот белок синтезируется только на поздних стадиях развития спермиев, однако ген ЛДГ-Х транскрипционно активен на всех стадиях сперматогенеза (Blanco, 1980). Синтез белка ЛДГ-Х регулируется, вероятно, на стадии инициации трансляции запасенных мРНК.

Один из наиболее неожиданных механизмов трансляционного контроля был обнаружен недавно в случае регуляции синтеза аполипопротеина-В. Белки аро-В являются компонентами сывороточных белков – переносчиков липидов, и, как полагают, они играют главную роль в развитии атеросклероза. Аро-В48 (48 000 дальтон) синтезируется в кишечнике и становится частью хиломикронных комплексов, необходимых для адсорбции и транспорта холестерола и триглицеридов пищи. Аро-В100 (100 000 дальтон) синтезируется в печени и является основным компонентом белков-переносчиков липидов очень низкой, низкой и промежуточной плотности. Белки аро-В100 и аро-В48 транскрибируются с одного и того же гена, причем дифференциального процессинга РНК, который мог бы генерировать различные мРНК для этих двух белков, не наблюдается. Анализ кДНК для аро-В свидетельствует о том, что в печени аро-В мРНК кодирует полный полипептид аро-В100. А соответствующая мРНК из кишечника отличается от мРНК из печени только одним основанием. Произошла замена Ц на У, что привело к замене обычного кодона для глутамина (ЦАА) на кодон-терминатор (УАА) в кодоне 2153. Это различие проявляется в образовании в кишечнике более короткого белка аро-В48 (Powell et al., 1987; Chen et al., 1987). Этот случай, по-видимому, может служить примером, когда в самой мРНК происходит специфическая замена основания. До этого времени аксиомой молекулярной биологии являлось представление, что нуклеотиды в уже синтезированной мРНК не могут быть изменены. Нам неизвестен какой-либо другой пример образования новых белков в результате изменения информации в самой мРНК.

Таким образом, трансляционный контроль является весьма важным и широко используемым механизмом регуляции экспрессии генов в развитии.

Посттрансляционная регуляция экспрессии генов

Коль скоро белок синтезирован, он встраивается в структуры более высокого уровня организации. Он может стать частью цитоскелета или включиться в один из множества ферментативных путей синтеза и распада клеточных метаболитов. В любом случае индивидуальный белок является теперь частью сложной «экосистемы», которая интегрирует его во взаимоотношения с многочисленными другими белками. Поэтому нам не уйти от проблемы регуляции экспрессии генов и после того, как белок синтезирован, ввиду некоторых изменений, которые могут еще произойти. Во-первых, некоторые новосинтезированные белки не активны без последующих модификаций. Эти модификации могут заключаться в отщеплении определенных ингибиторных доменов белка или в присоединении небольших компонентов для увеличения активности белка. Во-вторых, некоторые белки могут избирательно инактивироваться. Иногда инактивация может осуществляться с помощью присоединения ингибиторного лиганда. В-третьих, некоторые белки должны быть «адресованы» в свои специфические внутриклеточные компартменты. Клетка не просто мешок с ферментами; обычно белки локализуются в определенных областях, таких, как мембраны, лизосомы или митохондрии. В-четвертых, некоторым белкам необходимо объединиться с другими белками, чтобы образовать функциональное целое. Гемоглобин, микротрубочки и рибосомы все это примеры объединения многочисленных белков, чтобы сформировать функциональный комплекс. Следовательно, на экспрессию генетической информации можно влиять также и на посттрансляционном уровне.