Молекулярная биология Лекция 2 курса А С Спирина

Молекулярная биология Лекция 2 курса А. С. Спирина м. РНК и генетический код, т. РНК и ее аминоацилирование, рибосомы и полирибосомы 20 февраля 2013 г.

www. mol. bio. msu. ru/

м. РНК и генетический код

КОДОВАЯ ТАБЛИЦА (1966 г. ) Код триплетный, вырожденный, неперекрывающийся, без запятых. Три некодирующих триплета: UAA, UGA, UAG. Восемь кодоновых семейств: Ser, Leu, Pro, Arg, Thr, Val, Ala, Gly. По одному кодону на Met и Trp. По шесть кодонов на Leu, Ser и Arg. Универсальность.

КОДОВАЯ ТАБЛИЦА (1966 г. ) Код триплетный, вырожденный, неперекрывающийся, без запятых. Три некодирующих триплета: UAA, UGA, UAG. (UGA может кодировать 21 -ую аминокислоту – селеноцистеин). Восемь кодоновых семейств: Ser, Leu, Pro, Arg, Thr, Val, Ala, Gly. По одному кодону на Met и Trp. По шесть кодонов на Leu, Ser и Arg. Универсальность. (Некоторые отклонения от универсальности могут быть у примитивных бактерий, простейших, одноклеточных зеленых водорослей, одноклеточных грибов, а также в митохондриях животных и грибов).

Отклонения генетического кода эубактерий и простейших от «универсального» генетического кода

Отклонения митохондриального генетического кода

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЧАСТКИ м. РНК Кодирующая область, нетранслируемые области (НТО). Полицистронные м. РНК прокариот и моноцистронные м. РНК эуакриот. Вторичная и третичная структура различных областей м. РНК.

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ УЧАСТКИ м. РНК Кодирующая область, нетранслируемые области (НТО). Полицистронные м. РНК прокариот и моноцистронные м. РНК эукариот. Вторичная и третичная структура различных областей м. РНК-связывающие белки и м. РНП (информосомы) эукариот.

Функциональные области цепи эукариотической м. РНК

Схема расположения доменов вдоль полипептидной цепи основного мажорного белка YB-1 рибонуклеопротеидных частиц (м. РНП) цитоплазмы клеток высших эукариот А/Р – N-концевой домен, богатый аланином и пролином. СТD – С-концевой домен с чередующимися группами отрицательно и положительно заряженных аминокислотных остатков. Схема пространственной структуры домена холодового шока (CSD ) белка YB-1

Схема расположения доменов вдоль полипептидной цепи белка PABP рибонуклеопротеидных частиц (м. РНП) цитоплазмы клеток высших эукариот Схема пространственной структуры РНК-узнающего домена (RRM) белка PABP

Схема пространственной структура пары доменов RRМ 1 + RRM 2 поли(А)-связывающего человеческого белка PABP Объединенный -слой ( -тяжи выделены желтым цветом) связывает октануклеотидный участок цепи поли(А).

т. РНК и ее аминоацилирование

ВТОРИЧНАЯ СТРУКТУРА т. РНК ( «КЛЕВЕРНЫЙ ЛИСТ» )

ВТОРИЧНАЯ СТРУКТУРА т. РНК ( «КЛЕВЕРНЫЙ ЛИСТ»

Модифицированные пиримидиновые нуклеозиды, типичные для т. РНК

Модифицированные нуклеозиды, типичные для первого положения антикодона

Некоторые гипермодифицированные нуклеозиды т. РНК

Складывание «клеверного листа» в «букву L»

СХЕМА ТРЕТИЧНОЙ СТРУКТУРЫ т. РНК

КОМПАКТНОЕ СВОРАЧИВАНИЕ ЦЕПИ т. РНК В СПЕЦИФИЧЕСКУЮ ТРЕТИЧНУЮ СТРУКТУРУ Atomic model of yeast phenylalanine t. RNA J. D. Robertus, J. E. Ladner, J. T. Finch, D. Rhodes, R. S. Brown, B. F. C. Clark and A. Klug (1974) Structure of yeast phenylalanine t. RNA at 3 Å resolution. Nature 250: 546 -551. S. H. Kim, F. L. Suddath, G. J. Quigley, A. Mc. Pherson, J. L. Sussman, A. H. -J. Wang, N. C. Seeman and A. Rich (1974) Three-dimensional tertiary structure of yeast phenylalanine transfer RNA. Science 185: 435 -440. 3. 9.

Три последовательные химические реакции биосинтеза белка (1) Aa + ATP Aa~AMP + P~P (2) Aa~AMP + t. RNA Aa~t. RNA + AMP (3) Aa~t. RNA + Pept~t. RNA Pept-Aa~t. RNA + t. RNA

Реакция активации аминокислоты

Реакции активации и акцептирования аминокислоты

Три последовательные химические реакции биосинтеза белка (1) Aa + ATP Aa~AMP + P~P [ARS] (2) Aa~AMP + t. RNA Aa~t. RNA + AMP (3) Aa~t. RNA + Pept~t. RNA Pept-Aa~t. RNA + t. RNA [Ribosome]

Классификация аминоацил-т. РНК-синтетаз E. coli

Два класса аминоацил-т. РНК-синтетаз Класс II Leu, Ile, Val, Cys, Met, Glu, Gln, Arg, Tyr, Trp His, Pro, Ser, Thr, Asp, Asn, Lys, Gly, Ala, Phe

Два типа комплексов аминоацил-т. РНК-синтетазы с т. РНК АРС класса I Контакт с D-петлей т. РНК АРС класса II Контакт с TΨ-петлей т. РНК

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ СОБЫТИЙ В ФУНКЦИОНИРОВАНИИ ДВУХ-ДОМЕННОЙ ИЛИ ДИМЕРНОЙ ARS-азы (“half-of-the-sites-reactivity”)

Рибосомы и полирибосомы – общая характеристика

Основные типы рибосом

Формы эукариотических полирибосом на мембране эндоплазматического ретикулума клеток животных тканей

Крио-электронно-микроскопическое изображение изолировнной циркулярной (т. н. «двурядной» ) полирибосомы

Морфология рибосомных частиц

Изолированные рибосомы Escherichia coli

СЕДИМЕНТАЦИОННЫЕ ДИАГРАММЫ РИБОСОМНЫХ ЧАСТИЦ E. coli ПРИ РАЗЛИЧНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЯХ Mg 2+ 70 S при 10 m. M Mg 2+ и 50 S + 30 S при 1 m. M Mg 2+ 70 S 50 S + 30 S

Диссоциация рибосомы на две неравные субчастицы: 70 S → 30 S + 50 S 80 S → 40 S + 60 S

ДИССОЦИАЦИЯ - РЕАССОЦИАЦИЯ РИБОСОМ –Mg+2 +Mg –Mg+2+2

30 S РИБОСОМНАЯ СУБЧАСТИЦА

50 S РИБОСОМНАЯ СУБЧАСТИЦА

70 S РИБОСОМА - АССОЦИАТ ДВУХ СУБЧАСТИЦ

КОНТУРЫ ДВУХ РИБОСОМНЫХ СУБЧАСТИЦ 70 S РИБОСОМЫ В ДВУХ ПРОЕКЦИЯХ