Трансляция Этапы экспрессии генов II-го класса ДНК

Трансляция

Этапы экспрессии генов II-го класса ДНК P E I I E T Транскрипция Про-м. РНК E Процессинг м. РНК 7 Me. Gppp AAAAAAA . . Перенос RNP в цитопдазму 7 Me. Gppp Белок Трансляция AAAAAAA . . Конформация полипептида

Этапы экспрессии генов II-го класса у эукариот Этапы Транскрипция ДНК Процессинг м. РНК a) CAP-ирование b) Полиаденилирование c) Сплайсинг Перенос м. РНК Трансляция Созревание белка Факторы Продукт ДНК-полимераза II + Про-м. РНК TF II D, A, B. . Гуанилаттрансфераза Эндонуклеаза м. РНК Poli. A-синтетаза Сплайсосома U 1 -18 Белки-переносчики м. РНК т. РНК Рибосомы Трансферазы Шапероны, изомеразы, гликозилазы и др. Место Ядро RNP (информосома) Я Ц Полипептид Цитоплазма (рибосомы) Активный белок Аппарат Гольджи, цитоплазма

Трансляция – это молекулярный процесс расшифровки полинуклеотидной последовательности м. РНК и синтеза полипептидных цепей при помощи рибосом и т. РНК 5’-AUGCAAUUUGCAACGUGAAUU-3’ м. РНК Трансляция (т. РНК) Met - Gln - Phe - Ala - Thr Полипептид

Принципы трансляции • Матричный синтез • Комплементарный и колинеарный синтез • Расшифровка генетического кода в направлении 5’ – 3’ • Синтез полипептида в направлении NH 2 – COOH • AUG – кодон инициации • UAG или UGA или UAA – кодоны STOP • Происходит в рибосомах

-Универсальный -Триплетный -Специфичный -Избыточный -Неперекрываемый -Без знаков препинания -AUG –кодон инициации -UAG, UGA, UAA – Stop кодоны Генетический код

Аппарат трансляции: м. РНК – матрица для синтеза полипептида т. РНК – перевод генетического кода и транспорт аминокислот Рибосомы – место трансляции Аминокислоты – мономеры синтеза Аминоацил-т. РНК-синтетазы – активаторы т. РНК Белковые факторы трансляции ATP, GTP – источник энергии Mg++, Ca++ - кофакторы ферментов

Матричная РНК CAP Лидерная последовательность Транслируемая последовательность Нетранслируемая последовательность 3’ Участок Poli(A)

Особенности м. РНК Прокариоты Часто полицистронна Эукариоты Обычно моноцистронна m 7 G-кеп на 5’-конце и длинный поли(А)-хвост на 3’-конце Метаболическая нестабильность Образует комплекс с белками, Метаболически стабильнее 9

1 2 3 4 STOP G 5’ppp 5’AUCCAAUGUUGCAACGUUGAAUUCGAAAAAA-3’ Трансляция (т. РНК) Met – Leu – Gln – Arg полипептид 1 2 3 4 UAC Met AAC Leu GUU Gln GCA Arg

т. РНК

Рибосомы

Аминокислота Пептидная связь

Этапы трансляции: Инициация: образование комплекса инициации т. РНКMet+м. РНК+40 S+60 S Элонгация: удлинение полипептида Терминация: STOP кодон + диссоциация аппарата трансляции

Образование аминоацил. Т-РНК 1. Активация аминокислоты 2. Присоединение к т. РНК

Факторы трансляции

Этапы трансляции

Initiation of translation

Elongation

Termination

Антибиотики и биосинтез белков Антибиотики Мишень Действие Пуромицин Аминоацил-т. РНК Блокирует завершение трансляции Тетрациклины Пептидилтрансфераза Хлорамфеникол Пептидилтрансфераза Блокирует синтез полипептида Подавляет синтез и рост полипептида Эритромицин специфический сайт субчастицы 50 S Подавляет удлинение и созревание белков, транслокацию рибосомы вдоль м. РНК

Процессинг (созревание) белка 1. Конформация (фолдинг) – приобретение функциональной конфигурации 2. Объединение полипептидов и образование сложных белков 3. Качественные изменения полипептида: - обратимые (ацетилирование, фосфорилирование); - постоянные (гликозилирование, добавление липидов, расщепление) 4. Взаимодействие с кофакторами (Fe++, Zn++. . . ) 5. Присоединение коферментов (биотина, липоевой кислоты или пиридоксальфосфата) 6. Протеолитическое расщепление белков

Конформация (фолдинг) пептидов • Происходит в ш. ЭПР и обеспечиваетсмя шаперонами • молекулы фолдинг-шаперонов выступают в роли скоб и заклепок в сборочной линии, поддерживая изделие в правильной конфигурации, необходимой для завершения следующего этапа

Белки: ковалентные обратимые модификации

Фосфорилирование • является важным регулятором ферментативной активности • модифицирует белки добавлением отрицательно заряженных групп к серинам, тирозинам и треонинам • существенно меняет химические свойства белков В результате белок становится способным распознавать, связать и активировать свои субстраты.

Ацетилирование При онкологических заболеваниях и некоторых вирусных инфекциях нарушается свойственный нормальной клетке баланс между ацетилированием и деацетилированием гистонов С возрастом снижается уровень ацетилирования гистонов

Метилирование • обеспечивается метил-трансферазами • определяет функциональную активность белков • принимает участие в процессах дифференциации клеток • является одним из параметров, которые характеризуют функциональное состояние клетки.

Гликозилированием называют процесс присоединения к полипептидной цепи различных углеводных остатков.

Нарушения посттранляционных изменений белков и болезни человека -Мукополидоз -Болезнь Альцгеймера -Некоторые форма рака

Прионы как причина болезней Предполагаемое изменение характера укладки полипептидной цепи превращении белка Рг. РC (а) в прион Рг. РSc (б) -Болезнь Крейтцфельда-Якоба -Фатальная семейная бессоница -Болезнь Куру