22.ТРнк Структура и функции, гипотеза неоднозначного соответствия.

Транспортная РНК, тРНК — рибонуклеиновая кислота, функцией которой является транспортировка аминокислот к месту синтеза белка. Имеет типичную длину от 73 до 93 нуклеотидов и размеры около 5 нм. тРНК также принимают непосредственное участие в наращивании полипептидной цепи, присоединяясь — будучи в комплексе с аминокислотой — к кодону мРНК и обеспечивая необходимую для образования новой пептидной связи конформацию комплекса. Для каждой аминокислоты существует своя тРНК. тРНК является одноцепочечной РНК, однако в функциональной форме имеет конформацию «клеверного листа». Аминокислота ковалентно присоединяется к 3'-концу молекулы с помощью специфичного для каждого типа тРНК фермента аминоацил-тРНК-синтетазы. На участке C находится антикодон, соответствующий аминокислоте. тРНК синтезируются обычной РНК-полимеразой в случае прокариот и РНК-полимеразой III в случае эукариот. Транскрипты геновтРНК подвергаются многостадийному процессингу, который в конце концов приводит к формированию типичной для тРНКпространственной структуры. Процессинг тРНК включает 5 ключевых этапов:удаление 5'-лидерной нуклеотидной последовательности;удаление 3'-концевой последовательности;добавление последовательности CCA на 3'-конец;вырезание интронов (у эукариот и архей);модификации отдельных нуклеотидов.По окончании созревания эукариотические тРНК должны быть перенесены в цитоплазму, где они участвуют в биосинтезе белка. Транспорт тРНК осуществляется по Ran-зависимому пути при участии транспортного фактора экспортина t (Los1 у дрожжей), который распознаёт характерную вторичную и третичную структуру зрелой тРНК: короткие двуспиральные участки и правильно процессированные 5'- и 3'-концы. Такой механизм обеспечивает экспорт из ядра только зрелых тРНК. Предположительно,экспортин 5 может быть вспомогательным белком, способным переносить тРНК через ядерные поры наряду с экспортином t^. На долю тРНК приходится около 10–15% от общего количества клеточной РНК. К настоящему времени открыто более 60 различных тРНК. Неожиданным было также и то, что в одной клетке находится меньше 61 типа молекул тРНК (61 = 64—3 стоп-кодон). Основываясь на этих фактах, Крик сформулировал в 1966 г. так называемую wobble-гипотезу (гипотезу неоднозначного соответствия, или гипотезу «качаний»). Согласно этой гипотезе, первые два основания на 5'-конце кодона (и на З'-конце антикодона) должны спариваться по тем же законам, что и основания в ДНК. Что же касается третьей пары оснований (З'-конец кодона и 5'-конец антикодона), то для нее стерические ограничения не столь жестки, т. е. в этом случае возможны некоторые отклонения от точной комплементарности.

23. РРнк эукариот прокариот митохондрий. Рибрсомы. Полисомы.

Известно, что в рибосомах прокариот и эукариот присутствуют 3 типа рРНК, различающихся молекулярной массой и коэффициентом седиментации. Информационная емкость крупных молекул больше, но их труднее анализировать. Поэтому наиболее удобным оказался анализ молекул рРНК средней величины: 16S (у прокариот) и 18S (у эукариот), состоящих из 1600 и 2500 нуклеотидов соответственно. К настоящему времени последовательности 16S и 18S рРНК изучены более чем у 400 организмов, принадлежащих к разным царствам живой природы. На основании полученных данных рассчитаны коэффициенты сходства сравниваемых организмов, что привело к. неожиданным результатам: выявлены не две группы организмов, различающихся прокариотным и эукариотным типом клеточной организации, а три. Одну образуют все эукариоты: высшие растения, животные, дрожжи, водоросли и т. п. В эту группу не вошли органеллы эукариот (митохондрии, хлоропласты). Таким образом, первая группа представлена ядерно-цитоплазматическим компонентом эукариотных клеток. Ко второй группе, получившей название истинных бактерий, или эубактерий, относится подавляющее большинство прокариот. Сюда же попали на основании степени гомологии 16S рРНК митохондрии и хлоропласты эукариотных клеток. Наконец, в третью группу вошли некоторые малоизученные прокариоты, обитающие в экстремальных условиях: метанобразующие бактерии, экстремальные галофилы и термоацидофилы. Эта группа организмов получила название архебактерий. Рибосомы эукариот (мол.масса 4,2•10⁶) значительно большего размера (23 нм в диаметре), чем рибосомы прокариот (мол. масса 2,5•10⁶, 8 нм в диаметре). Обычно рибосомы характеризуют по скорости их седиментации в центрифужном поле, которая количественно выражается константой седиментации s в единицах Сведберга S (см. главу 1). Величина s зависит не только от размера частиц, но и от формы и плотности, так что она непропорциональна размеру. Число рибосом в микробной клетке равно примерно10⁴, а эукариот – около 10⁵.Химически рибосомы представляют собой нуклеопротеины, состоящие из РНК и белков, причем 80S рибосомы эукариот содержат примерно51S равное их количество, а у 70S рибосом прокариот соотношение РНК и белка составляет 65% и 35% соответственно.РНК рибосом принято называть рибосомными и обозначать рРНК. Как 80S, так и 70S рибосомы состоят из двух субчастиц. Полисомы. или полирибосома — несколько рибосом, одновременно транслирующих одну молекулу иРНК. Поскольку длина средней молекулы мРНК значительно превышает количество нуклеотидов, занимаемых на РНК рибосомой, одну молекулу РНК, в зависимости от скорости инициации одновременно транслируют несколько рибосом. Образование и количество рибосом в полисоме зависит от скорости инициации, элонгации и терминации на данной конкретной РНК. В настоящее время принята модель, в которой у эукариот начало мРНК (5' нетранслируемый участок) и её конец (3' нетранслируемый участок) расположены близко друг другу за счёт взаимодействия одного из факторов инициации трансляции IF4G/F с белком, ассоциированным с 3' нетранслируемый участком (ПАБ)