Точность процесса трансляции.

Точность процесса трансляции зависит, по-видимому, в значительной мере от того, с какой точностью каждая синтета-за выберет одну определенную аминокислоту и присоединит ее к соответствующей тРНК. Считается, что в молекуле каждой ами-ноацил-тРНК-синтетазы имеется по крайней мере три дентра связывания: для аминокислоты, тРНК и АТФ. Сначала осуществляется связь аминоацил-тРНК-синт етазы с определенной чами-нокислотой, а затем активированная аминокислота присоединяется к акцепторному участку (ЦЦА) транспортной РНК. В результате образуется аминоацил-тРНК (аа-тРНК). Нагруженная аминокислотой тРНК взаимодействует с одним из белковых факторов, который в комплексе с ГТФ необходим для транспорта тРНК к рибосоме и связывания с ней.

Аминоацил-тРНК-синтетазы играют ключевую роль в обеспечении тех процессов, благодаря которым генетическая информация, столь аккуратно передающаяся в неизменном виде от поколения к поколению, столь же точно выражается и на этапе трансляции. Очевидно, что точность процесса трансляции должна зависеть от того, с какой точностью каждая аминоацил-тРНК синтетаза сможет из всего набора аминокислот выбирать одну определенную аминокислоту и присоединять ее к со­ответствующей тРНК. Важное значение для обеспечения точности трансляции имеют дополнительные ферментативные функции, присущие аминоацил-тРНК-синтетазам. Одну из этих функций, которую можно назвать контролирующей (verification function), мы проиллюстрируем на следующем примере. Представим себе, что изолейцил-тРНК-синтетаза случайно узнает «чужую» тРНК и за счет этого вместо изолейцил-тРНК11е образуется, например, изолейцил-тРНКРЬе. Такая ошибка могла бы привести к ошибочному включению в синтезируемую белковую цепь остатка фенилаланина вместо изолейцина. Однако оказывается, что фенилаланил-тРНК-синтетаза может «опознать» неправильный ассоциат между «своей» тРНК и «чужой» аминокислотой и гидролизовать его до свободных изолейцина и тРНКРЬе.

Другая корректирующая функция {proofreading function) отличается от рассмотренной выше, и ее можно проиллюстрировать следующим примером. Допустим, что на стадии активации аминокислоты изолейцил-тРНК-синтетаза ошибочно принимает валин за изолейцин:

Изолейцил-тРНК-синтетаза + валин + АТР -»

[валилацил-АМР] изолейцил-тРНК-синтетаза + PPj

Тогда на следующем этапе при взаимодействии возникшего «неправильного» комплекса с тРНК11е (см. рис. 11.7) вместо образования валил-тРНК11е индуцируется гидролиз валилацил-АМР до валина и AMP:

[Валилацил-АМР]изолейцил-тРНК-синтетаза + тРНК11е ->■

валин + тРНКПе + изолейцил-тРНК-синтетаза + AMP.

Таким образом, аминоацил-тРНК-синтетазы действительно играют важнейшую роль в процессе трансляции генетической информации, связывая определенные аминокислоты с соответствующими антикодо-нами. Кроме того, благодаря дополнительным контролирующим и корректирующим функциям эти ферменты обеспечивают высокую точность трансляции, всякий раз подвергая соответствие между антикодоном и аминокислотой по крайней мере еще одной дополнительной проверке. Так, если в приведенном выше примере частота «ошибочной» активации аминокислоты при действии изолейцил-тРНК-синтетазы составляет 1 валин на 100 молекул изолейцина, а наблюдаемая ошибка коррекции не выше 1 на 180, то общая ошибка трансляции не будет превышать 1/100-1/180=1/18000.

Дата добавления: 2015-07-16