Зрелая м-рнк

Стартовый кодон

колпачок 5' лидер кодирующая часть (экзоны) трейлер 3'

инициирующий кодон

Колпачок (англ. сар) – последовательность нуклеотидов с метилированными основаниями, которая обеспечивает узнавание малых субъединиц рибосом.

Лидер – последовательность нуклеотидов, которая обеспечивает прикрепление малой S рибосомы к м-РНК (и-РНК).

В лидере имеется участок – инициирующий кодон, на котором образуется рибосома из малой и большой субъединиц с использованием энергии АТФ и ГТФ.

Кодирующая часть (или экзоны) – последовательность кодонов (триплетов, т.е. 3 нуклеотида), несущих информацию о последовательности аминокислот в пептидной цепи.

Кодирующая часть начинается со стартового кодона.

Стартовый кодон – триплет, кодирующий аминокислоту метионин или (формилметионин) (АУГ).

Трейлер – концевая часть молекулы м-РНК (и-РНК), которая связывается с белком-переносчиком, доставляющим м-РНК к рибосомам цитоплазмы, где и происходит сборка белка из аминокислот.

Особенности процессинга пре-р-РНК. Происходит в ядрышке с образованием малой и большой субъединиц рибосом. Первичный транскрипт р-РНК (пре-р-РНК) не содержит интронов, но содержит 15-20 дополнительных нуклеотидов по сравнению со зрелой р-РНК.

Пре-р-РНК расщепляется рибонуклеазами с образованием зрелой р-РНК.

Модификация р-РНК состоит в метилировании азотистых оснований при помощи метил-трансфераз. После метилирования зрелые р-РНК соединяются в ядре с белками рибосом, поступающими сюда из цитоплазмы, и образуют малую и большую субъединицу.

Особенности процессинга пре-т-РНК. Первичный транскриптон т-РНК (пре-т-РНК) не содержит интронов, но содержит 40 лишних нуклеотидов, по сравнению со зрелой т-РНК.

Пре-т-РНК расщепляется специфическими рибонуклеазами путем частичного протеолиза. Модификация т-РНК заключается в метилировании азотистых оснований и присоединении специфического акцепторного конца – ЦЦА (с помощью специальной РНК-полимеразы). Все зрелые РНК у человека транспортируются из ядра в цитоплазму в комплексе с белком, защищающим их от разрушения.

III Трансляция – синтез цепей белков по матрице м-РНК на рибосомах (или процесс передачи генетической информации о специфическом строении белка, записанной в виде нуклеотидного кода м-РНК).

Компоненты, необходимые для трансляции:

1. Аминокислоты (20).

2. т-РНК

3. Аминоацил-т-РНК-синтетазы (их 20).

4. м-РНК

5. Рибосомы

6. АТФ, ГТФ.

7. Белковые факторы инициации, элонгации и терминации - специфические внерибосомные белки, необходимые для процесса трансляции.

8. Ионы Mg²⁺ - стабилизируют рибосому.

Локализация трансляции в клетке: цитоплазма

Источник энергии: АТФ, ГТФ.

Процесс трансляции не связан с фазами клеточного цикла.

Биологическое значение: образование аминокислотной цепи белка.

Трансляция включает 5 этапов.

1 Этап. Активация аминокислот. В цитозоле клетки имеется 20 свободных аминокислот. В процесс трансляции включаются аминокислоты после их активации. Активация аминокислот происходит при участии фермента аминоацил-Т-РНК-синтетазы (аа-т-РНК-синтетазы). Выделяют 2 типа аа-т-РНК-синтетазы:

а) инициаторная - аа-т-РНК-синтетаза, которая активирует только метионин.

б) элонгационная - аа-т-РНК-синтетаза, которая активирует все 20 аминокислот.

Каждый фермент в активном центре имеет 3 участка, связывающих строго специфические субстраты: АК, АТФ, Т-РНК, акцептирующую данную АК.

Также выделяют 2 типа аа-т-РНК: 1. Инициаторная-аа-т-РНК, транспортирующая только метионин.

2. Элонгационная-аа-т-РНК, транспортирующая все 20 аминокислот.

Первой аминокислотой в синтезе любого белка включается метионин, поэтому процесс трансляции начинает инициаторная аа-т-РНК-синтетаза, катализируя присоединения метионина к инициаторной аа-т-РНК, с образованием метионил-т-РНК. Только метионил-т-РНК способна узнавать стартовый кодон (УГА). В случае если метионин или другая аминокислота включается в срединную часть ППЦ, его активирует элонганционная-аа-т-РНК-синтетаза и транспортирует элогационная-аа-т-РНК. Источник энергии для инициации – молекула АТФ.

Процесс активации аминокислот

аа-т-РНК-синтетаза

(мет-т-РНК-синтетаза)

S-CH₃ S-CH₃ S-CH₃

‌  ‌  

CH₂ CH₂ CH₂

 ATФ ФФ_н  т-РНК АМФ 

CH₂ CH₂ CH₂

  

H₂N-CH-C=O H₂N-CH-CO-AMФ H₂N-CH-CO-т-РНК

  

OH 2Ф_н O О

Метионин S-аденозил-метионин метионил-т-РНК

2 этап. Инициация трансляции – это начало синтеза полипептидной цепи (ППЦ). Из ядра в цитозоль клетки поступают: рибосомные субчастицы, м-РНК, т-РНК. В цитозоле синтезируется метионил-т-РНК, и происходит образование инициаторного комплекса. Процесс инициации синтеза ППЦ начинается с объединения компонентов, необходимых для этого процесса. Вначале образуется тройной комплекс Мет-т-РНК, белковый фактор 1F-2 и ГТФ. Затем к нему присоединяется малая S и белковый фактор 1F-1, и образуется сложный комплекс (малая субъединица рибосомы), сложный комплекс связывается с белковым фактором 1F-3 и колпачком м-РНК, который узнает малые субъединицы рибосом. Малая S, используя энергию гидролиза АТФ, начинает скользить по некодирующей части м-РНК до тех пор, пока не достигнет инициирующего кодона (АУГ). Затем она останавливается и к ней присоединяется большая S, с образованием рибосомы, за счёт энергии гидролиза ГТФ до ГДФ и Ф_н. Ион Mg²⁺ стабилизируют рибосому. В результате формируется рибосомальный инициаторный комплекс с двумя центрами связывания - пептидильным (П) и аминоацильным (А).

Первый кодон м-РНК – АУГ расположен в пептидильной центре, и является инициирующим кодоном. Мет-т-РНК присоединяется к первому кодону (тринуклеотиду или триплету) антикодоном, занимая пептидильный центр.

Источники энергии для инициации трансляции – АТФ и ГТФ.