58. Перепрограммирование трансляции. Включение Se-цистеина как один из механизмов перекодирования трансляции. Уникальность структуры тРнкSeс п. И э.

Перепрограммирование транс­ляции в отношении порядка считывания кодонов мРНК обычно происходит на 1-2 нуклеотида в разных направлениях. Так происходит в том случае, когда кодирую­щие области некоторых мРНК оказываются «ис­порчены» присутствием в их составе терминирующих кодонов. Од­нако такие мРНК все же могут транслироваться за счет измене­ния рамки считывания, для чего необходимо наличие опреде­ленных сигналов в транслируемой области.

К перекодированию относят включение в синтезируемые поли­пептидные цепи ряда белков редкой, но функционально важной (21-й) белковой аминокислоты – селеноцистеина. При­соединение аминоацил-тРНК (тРНК^Sec), переносящей остаток селеноцистеина, происходит в ходе транс­ляции к терминирующему кодону UGA, если за ним расположе­на особая стимулирующая последовательность мРНК. Эта после­довательность может располагаться на значительном удалении (до 200 нуклеотидов) от места связывания тРНК^Sec и локализоваться в 3^/-UTR мРНК. тРНК^Sec имеет комплементарный кодону UGA антикодон ACU и акцептирует остаток серина. В ре­зультате возникает серил-тРНК^Sec, которая у бактерий впоследствии пре­образуется в селеноцистеинил-тРНК^Sec в результате ряда превра­щений, протекающих по схеме:

Н₂О селенофосфат

↑ ↓

серил-тРНК^Sec → аминоакрил-тРНК^Sec → селеноцистеинил-тРНК^Sec

У Е. coliтРНК^Sec (продукт гена SelC) содержит 76 нуклеотидных остатков. Ее первичная и вторичная структуры расшифрова­ны. В печени быка тРНК^Sec состоит из 90 нуклеотидов, и превращение акцептируемого ею остатка серина протекает по дру­гой схеме:

серил-тРНК^Sec → фосфосерил-тРНК^Sec → селеноцистеинил-тРНК^Sec

Для прикрепления тРНК^Sec к рибосоме необходим специфи­ческий белковый фактор SEL В,который представляет собой аналог фактора элонгации EF-Tu с N-концевым доменом, связывающим GTP. В мРНК формиат-дегидрогеназы (одного из селеноцистеинил-содержащих белков Е. coli) идентифицирована особая зона узнавания длиной 40 нуклеотидов в области кодона UGA, служащего для присоединения селеноцистеинил-тРНК^Sec, которая отличает это место от других стоп-кодонов.

.

59. Явление транс-трансляции. Бактериальная тм-рнк. Совмещение свойств транс­портной и матричной рнк в тмРнк.

транс-трансляция- биосинтез полипептидной цепи белка с использованием различных матричных последовательностей.Заряженная аланином тмРНК входит в А-центр рибосомы тогда, когда трансляция останавливается на З'-конце повреж­денной мРНК, не содержащей стоп-кодон. Оста­новившаяся пептидная цепь переносится на аланил-тмРНК (реакция транспептидирования), и рибосома продолжает синтез по матричной части тмРНК. Синтез продолжается до поступления в А-центр стоп-кодона тмРНК, после чего вступает в действие фактор терминации и трансляция завершается.

Особенность:одна пептидная цепь синтезируется с двух различных молекул мРНК.

задачи: 1. осво­бождаются остановившиеся рибосомы; 2. неправильные белки быстро расщепляются специфической протеазой, узнающей сигналь­ный пептид.

тмРНК (10Sа РНК) - небольшая стабильная молекула, совмещающая в себе свойства транс­портной и матричной РНК. В современной модели вторичной структуры тмРНК Е. coliтри района: 1. 3'- и 5'-концы молекулы и образует тРНК-подобную структуру, состоящую из аминоакцепторного стебля и ТΨС-шпильки. 2: одноцепочечный участок, кодирую­щий tag-пептид, а 3 соединяет тРНК - и мРНК-подобные части молекулы.район содержит четыре псев­доузла (рк1,рк2, рк3 и рК4).

Матричная часть тмРНК кодирует (tag-пептид). В аминоацилированном состоянии тмРНК взаимодействует с рибосомой, в которой отсутствует стоп-кодон. та­кие рибосомы оказываются "арестованными", они не могут освободиться от мРНК, тРНК и пептида. После взаимодействия с тмРНК трансляция переключается на матричную часть РНК, что приводит к считыванию tag-пептида. tag-пептид присоединяется к недосинтезированному пептиду, происходит терминация трансляции на стоп-кодоне матричной части тмРНК, а пептид деградирует.

Способность тмРНК объединять в од­ной молекуле функции тРНК и мРНК и присоеди­нять аланин из тРНК-части без обычного кодон-антикодонового взаимодействия.