Лекция 7. Трансляция (синтез полипептидов) Аминокислотный код

Лекция 7. Трансляция (синтез полипептидов) Аминокислотный код Этапы трансляции: 1. Активация аминокислот 2. Инициация синтеза полипептидной цепи 3. Элонгация 4. Терминация и высвобождение 5. Фолдинг и процессинг 6. Связь репликации, транскрипции и трансляции

Трансляция • Трансляция – перевод генетической информации, содержащейся в линейной последовательности оснований нуклеиновой кислоты, в линейную последовательность аминокислотных остатков в составе белка. • Молекула м РНК может содержать одну или несколько «рамок считывания» , каждая определяет структуру полипептида и содержит сигнальные последовательности для инициации, элонгации и терминации синтеза белка.

Свойства аминокислотного кода (опыты Ниренберга с соавт. , 1961 -1964) • В коде отсутствуют знаки препинания – сигналы, показывающие конец одного кодона и начало следующего. «Рамка считывания» должна быть установлена правильно • Код триплетен, но три из 64 триплетов ( УАГ, УАА, УГА) не кодируют аминокислот, это нонсенс (стоп – кодоны), они сигнализируют об окончании синтеза п/п цепи. Кодон АУГ – инициирующий кодон, с него начинается синтез п/п. • Код универсален – кодовые триплеты а/к одинаковы у всех организмов • Код вырожден – «вырожденность» - математический термин, обозначает, что одной а/к может соответствовать больше, чем один кодон. Только метионин и триптофан кодируются одним кодоном. Вырожденность неодинакова для разных а/к

Этапы трансляции 1. Активация аминокислот 2. Инициация синтеза полипептидной цепи 3. Элонгация 4. Терминация и высвобождение 5. Фолдинг и процессинг

Адаптерная функция т-РНК

Основные этапы синтеза белка 1. Активация аминокислот протекает в цитозоле, каждая из 20 аминокислот ковалентно присоединяется к своей т РНК (АТФ). Катализируется специфическими ферментами, требуется Mg. Ферменты: аминоацилтрансфераза (перенос а/к на АТФ), аминоацил-т. РНК-синтетаза (АРСаза). т. РНК – клеверный лист: стебель – присоединение а/к, «тэ-пси- це» -ветвь – связывается с рибосомой, антикодон – с м РНК, «дигидроуридиновая» ветвь – с АРСазой 2. Инициация полипептидной цепи – м. РНК связывается с малой субъединицей рибосомы, затем с активированной а/к с образованием инициирующего комплекса, т РНК связывается с м. РНК по принципу комплементарности. Требуется ГТФ, факторы инициации (специфические белки IF-1, IF-2, IF-3). Правильное расположение м. РНК на 30 S достигается за счет сигнального участка (последовательность Шайна- Дальгарно). Начальный N- концевой а/к остаток всех п/п у прокариот N-формил- метионин (у эукариот – метионин). К образованному комплексу присоединяется IF-2, ГТФ, фмет-т РНК, затем 50 S и образуется инициирующий комплекс 70 S. В собранной рибосоме образуются два участка: Р-участок (пептидильный) и А-участок (аминоацильный). Инициирующая фмет-т РНК связывается только с Р-участком, остальные т РНК приходят на А-участок, с Р-участка уходят «пустые» т РНК

Основные этапы синтеза белка 3. Элонгация – удлинение п/п цепи за счет последовательного присоединения а/к, «пептидилтрансферазная» активность рибосомы. Участвуют инициирующий комплекс, следующая аминоацил т РНК, три белковых фактора элонгации (Tu, Ts, G), ГТФ. Происходит связывание аминоацил т РНК (Tu, ГТФ) с А-участком, затем образование пептидной связи между фмет-остатком и аминогруппой аминокислоты – «пептидилтрансферазная активность» 50 S р. РНК. Теперь в А-участке находится дипептидил-т РНК, в Р-участке – пустая фмет-т РНК, рибосома перемещается к 3’концу на один кодон (транслокация). Пустая фмет-т РНК уходит с первого кодона, во втором кодоне теперь дипептидил-т РНК (Р- участок), на третьем кодоне - А-участок, он готов к приему следующей аминоацил т РНК. Транслокация сопровождается гидролизом одной мелекулы ГТФ, участвует фактор G (транслоказа). 4. Терминация и высвобождение – после завершения синтеза п/п цепи, о котором сигнализирует стоп-кодон на м РНК (AAG), происходит высвобождение п/п цепи из рибосомы при участии «рилизинг-факторов» (RF 1, RF 2, RF 3). Происходит гидролитическое отщепление п/п цепи от конечной т РНК, отделение от р-участка «пустой» т РНК, диссоциация 70 S рибосомы на 30 S и 50 S субъединицы

5. Сворачивание п/п цепи и процессинг – происходит в цитозоле и заключается в посттрансляционной модификации N-конца и С-конца полипептида: - Удаление инициирующих аминокислот - Удаление сигнальных последовательностей - Фосфорилирование ОН-групп (серин, треонин, тиразин) - Карбоксилирование аспарагиновой и глютаминовой кислоты - Метилирование - Присоединение боковых углеводных цепей - Добавление простетических групп - Образование дисульфидных мостиков