81520

Роль транспортных РНК в биосинтезе белков. Биосинтез аминоацил-т-РНК. Субстратная специфичность аминоацил-т-РНК-синтетаз

Доклад

Биология и генетика

У человека около 50 различных тРНК обеспечивают включение аминокислот в белок. тРНК называют адапторные молекулы так как к акцепторному концу этих молекул может быть присоединена определённая аминокислота а с помощью антикодона они узнают специфический кодон на мРНК. В процессе синтеза белка на рибосоме связывание антикодонов тРНК с кодонами мРНК происходит по принципу комплементарности и антипараллельности.

Русский

2015-02-20

125.71 KB

5 чел.

Роль транспортных РНК в биосинтезе белков. Биосинтез аминоацил-т-РНК. Субстратная специфичность аминоацил-т-РНК-синтетаз.

тРНК. У человека около 50 различных тРНК обеспечивают включение аминокислот в белок. тРНК называют " адапторные молекулы", так как к акцепторному концу этих молекул может быть присоединена определённая аминокислота, а с помощью антикодона они узнают специфический кодон на мРНК. В процессе синтеза белка на рибосоме связывание антикодонов тРНК с кодонами мРНК происходит по принципу комплементарности и антипараллельности. Однако оказалось, что число тРНК для каждой аминокислоты не совпадает с числом кодирующих её кодонов в мРНК, и, следовательно, некоторые тРНК способны связываться больше чем с одним кодоном.

Исследование этого вопроса позволило установить следующее:

  1.  первые два основания кодона и последние два основания антикодона образуют обычные прочные пары (гуанинцитозин и аденинурацил) и вносят наибольший вклад в специфичность декодирования;
  2.  связывание третьего основания кодона с первым основанием антикодона происходит слабее, чем с первыми двумя, и это позволяет некоторым тРНК прочитывать больше чем один кодон.

Гипотеза, объясняющая характер кодонан-тикодонового взаимодействия, получила название"гипотезы качания" (т.е. третье основание большинства кодонов имеет определённую степень свободы при образовании пары с соответствующим антикодоном и как бы "качается"). Так, например, одна из аргининовых тРНК имеет антикодон 5'-I-C-G-3', который может узнавать 3 разных аргининовых кодона

Аминоацил-тРНК синтетазы (аминоацил-тРНК лигазы). В цитозоле клеток 20 различных аминокислот присоединяются α-карбоксильной группой к 3'-гидроксильному акцепторному концу соответствующих тРНК с образованием сложноэфирной связи. Эти реакции катализирует семейство ферментов, носящее название аминоацил-тРНК синтетаз (аа-тРНК-синтетаз). Каждый член этого семейства узнаёт только одну определённую аминокислоту и те тРНК, которые способны связываться с этой аминокислотой. Из этого следует, что в группу тРНК синтетаз входит 20 различных ферментов. Они осуществляют активацию аминокислот в 2 стадии: на первой стадии аминокислота присоединяется к ферменту и реагирует с АТФ с образованием богатого энергией промежуточного соединения - аминоацил-АМФ. На второй стадии аминоацильный остаток аминоациладенилата, оставаясь связанным с ферментом, взаимодействует с молекулой соответствующей тРНК с образованием аминоацил-тРНК.

Суммарную реакцию, катализируемую аминоацил-тРНК синтетазами в присутствии ионов Mg2+, можно представить следующим образом:

Аминокислота +тРНК + АТФ -> аминоацил - тРНК + АМФ + PPi.

Для каждой аминокислоты существует свой фермент - своя аминоацил тРНК синтетаза: для глутамата - глутамил-тРНК синтетаза, гистидина - гистидил-тРНК синтетаза и т.д. Аминокислоты присоединяются к 3'- или 2'-ОН группам рибозы на 3'-конце тРНК, где все тРНК имеют общую нуклеотидную последовательность -ССА. Энергия, заключённая в макроэргической сложноэфирной связи аминоацил-тРНК, впоследствии используется на образование пептидной связи в ходе синтеза белка. Пирофосфат, выделяющийся в ходе этой реакции, гидролитически расщепляется с образованием двух молекул ортофосфата и выделением энергии, что делает реакцию активации аминокислот необратимой. Чрезвычайно высокая специфичность аа-тРНК синтетаз в связывании аминокислоты с соответствующими тРНК лежит в основе точности трансляции генетической информации. В активном центре этих ферментов есть 4 специфических участка для узнавания: аминокислоты, тРНК, АТФ и четвёртый - для присоединения молекулы Н2О, которая участвует в гидролизе неправильных аминоациладенилатов. За счёт существования в активном центре этих ферментов корректирующего механизма, обеспечивающего немедленное удаление ошибочно присоединённого аминокислотного остатка, достигается поразительно высокая точность работы: на 1300 связанных с тРНК аминокислот встречается только одна ошибка. Аминокислота, присоединяясь к тРНК, в дальнейшем не определяет специфических свойств аа-тРНК, так как её структуру не узнаёт ни рибосома, ни мРНК. Участие в синтезе белка зависит только от структуры тРНК, а точнее, от комплементарного взаимодействия антикодона аминоацил-тРНК с кодоном мРНК. Антикодон расположен в центральной (антикодоновой) петле тРНК. Узнавание тРНК аа-тРНК синтетазами не всегда происходит по антикодоновой петле. Активный центр некоторых ферментов обнаруживает комплементарное соответствие другим участкам пространственной структуры тРНК.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

71143. Организация эксплуатации и ремонта строительных машин 40 KB
  Приемке подлежат машины новые после ремонта или монтажа а также машины передаваемые одной организацией другой. При приемке проверяют наличие установленной документации паспорта технического описания и инструкции по эксплуатации а для машин находящихся под контролем органов...
71144. Организация материально-технического обеспечения строительства. Сущность комплектации и комплектовочная документация 41.5 KB
  Сущность комплектации и комплектовочная документация Большие и сложные задачи стоящие перед материально-техническим снабжением требуют постоянного совершенствования организационных форм и методов управления. Система производственно технологической комплектации является оптимальной...
71145. Организация труда на строительной площадке состав и квалификация бригад 36 KB
  Организация труда на строительной площадке состав и квалификация бригад Организация труда является составной частью организации строительного производства направленной на повышение производительности труда рабочих и улучшение качества работ.
71146. Основы НОТ в строительстве. Задачи и направления НОТ 40 KB
  Разработка методологических вопросов организации труда улучшение качества подготовки и повышение квалификации кадров способствуют выявлению резервов совершенствования аппарата управления на основе рационального и эффективного разделения и кооперации труда правильной...
71147. Авторский надзор. Организация приемки объектов в эксплуатацию 32 KB
  Авторский надзор осуществляется членами авторского коллектива данного проекта архитектором конструктором и др. или иногда специально выделенными проектной организацией представителями по договору с заказчиком но независимо от наличия договора автор-архитектор имеет право на надзор по своему объекту.
71148. Организационно-правовые основы охраны общественного порядка и борьбы с преступностью в России до образования регулярной полиции 136 KB
  Рабочая лекция посвящена рассмотрению предмета дисциплины: «Истории органов внутренних дел», а так же ее методологии, периодизации и структуры. История органов внутренних дел относится к числу тех общественных наук, которые принято называть историко-правовыми...
71149. Понятие о реконструкции автомобильных дорог 17.76 KB
  В переводе с латинского реконструкция означает коренное переустройство по новым принципам, либо восстановление чего-либо по сохранившимся данным и описаниям. Применительно к автомобильным дорогам этот термин означает перевод дороги в целом, либо каких-то его участков в более высокую категорию.
71150. Способы уширения насыпей и выемок 19.54 KB
  Двухстороннее симметричное уширение –- это уширение при котором ось дороги не меняет своего положения и совмещается с осью реконструируемой дороги. Одностороннее несимметричное уширения - это уширение при котором ось реконструируемой дороги смещается в сторону от оси существующей дороги.
71151. Реконструкция дорожных одежд 19.59 KB
  Основное правило разборки: Не смешивать между собой разные слои дорожной одежды. Должна быть обеспечена однородность разборки. Асфальтобетонная смесь разбирается при помощи дорожной фрезы путем фрезерования. Этот способ еще хорошо применять при частичной разборке.