модифицирующие эти компоненты.
Эффект положения рассматривается в настоящее время в качестве
универсального явления, характерного для всех эукариотических хромосом. Он
наглядно демонстрирует наличие в интерфазных хромосомах
высокоупорядоченной доменной структуры, тесно связанной с
транскрипционной активностью соответствующих участков генома.
Распределение участков хроматина с разным уровнем конденсированности в
интерфазных хромосомах упорядочено и, по-видимому, является видовым
признаком организма. Имеются указания на то, что структурные компоненты
конденсированного хроматина оказывают влияние на пространственное
расположение соответствующих частей хромосом в ядре. Следовательно,
такая их микрокомпартментализация может играть важную роль в регуляции
экспрессии генов.
Уже в ранних цитологических экспериментах (С. Рабл, 1885 г.) было
показано, что теломерные участки хромосом клеток слюнных желез саламандр
располагаются вблизи ядерной оболочки. В настоящее время установлена
локализация на периферии ядер теломер политенных хромосом дрозофилы, а
также теломерных участков хромосом Schizosaccharomyces pombe в фазе G2
клеточного цикла. С помощью конфокальной иммунофлуоресцентной
микроскопии продемонстрировано, что перинуклеарную локализацию теломер
дрожжей S. cerevisiae обеспечивают, по крайней мере, два белка – Sir3 и Sir4
(silent information regulators), которые также требуются для наследуемой
инактивации генов в специфических доменах хромосом, расположенных в
локусе, определяющем тип спаривания у дрожжей, и вблизи теломерных
последовательностей. В такого рода экспериментах была установлена связь
между ядерной локализацией конкретных участков хромосом и их
транскрипционной активностью.
В отличие от теломерных участков хромосом, активно
экспрессирующиеся гены локализуются преимущественно во внутренних частях
интерфазных ядер. При этом, по мнению Д.Б. Лоуренса и соавторов (1993 г.),
отдельные гены внутри ядер располагаются упорядоченно. В частности, было
установлено, что активно транскрибируемые гены вируса Эпштейна–Барр и
онкогена neu находятся в разных местах внутренних 50% ядерного объема, а
ген дистрофина – вблизи ядерной оболочки. В этой серии экспериментов три
неактивных гена, кодирующих альбумин, тяжелую цепь сердечного миозина и
нейротензин, локализовали в составе конститутивного гетерохроматина на
периферии ядер или вблизи ядрышка. Используя микрооблучение
ультрафиолетовым светом и гибридизацию с зондами, показали, что
отдельные хромосомы занимают внутри ядра дискретные, хотя и обширные,
территории. Компоненты аппарата сплайсинга обнаруживают в ядрах на
периферии территорий, занимаемых индивидуальными хромосомами, так же
как и треки синтезируемой РНК (см. ниже). В соответствии с моделью
Т. Кремера (1993 г.), внутриядерное пространство между территориями,
занимаемыми индивидуальными хромосомами, представляет собой единый
компартмент, в котором происходят транскрипция, сплайсинг, созревание
транскриптов и их транспорт. Этот компартмент тесно ассоциирован с активно
транскрибируемыми генами, которые располагаются на периферии
хромосомных территорий в составе выступающих петель хроматина. Несмотря
на большую функциональную важность обсуждаемого вопроса, истинная
природа интерфейса между активными генами отдельных хромосомных
территорий и межхроматиновым компартментом остается неясной из-за
слабого понимания пространственной структуры ДНК на высших уровнях ее
упаковки в хромосомах.
2.3.2. Ядрышко
Структурно-функциональная организация ядрышка (nucleolus) еще более
наглядно иллюстрирует концепцию функциональной компартментализации
ядра эукариотических клеток. В этой части ядра происходят транскрипция
рибосомных генов, процессинг предшественников рРНК и сборка
прерибосомных частиц из рибосомных белков и рРНК. Механизмы
формирования ядрышка, приводящие к образованию внутри ядра этой
дискретной и легко обнаруживаемой структуры, в настоящее время не ясны. В
соответствии с одной из простых гипотез, ядрышко рассматривают как
нуклеопротеиновый комплекс, спонтанно появляющийся в результате
объединения регуляторных белково–нуклеиновых комплексов, возникающих на
повторяющихся последовательностях рДНК во время их транскрипции.
Действительно, гены рРНК человека организованы в виде 250 тандемно
повторяющихся последовательностей длиной в 44 т.п.о. каждая, которые
вместе с ассоциированными с ними белками формируют сердцевину ядрышка.
Оно заполняется другими компонентами во время процессинга рРНК и сборки
рибосомных субчастиц.
Морфологически в ядрышке различают три основные зоны:
фибриллярный центр (1), окруженный плотной фибриллярной (2) и гранулярной
(3) областями. С помощью специфических антител и гибридизационных зондов
было установлено, что в фибриллярном центре ядрышка локализованы гены
рРНК, РНК-полимераза I, транскрипционный фактор UBF и топоизомераза I.
Полагают, что фибриллярный центр ядрышка является местом сборки
регуляторных нуклеопротеиновых комплексов, необходимых для транскрипции
генов рРНК. Плотный фибриллярный компонент, окружающий центр ядрышка,
представлен растущими цепями предшественников рРНК и ассоциированными
с ними белками, участвующими в процессинге. В гранулярной области ядрышка
обнаруживают зрелые 28S и 18S рРНК, частично процессированные РНК, а
также продукты сборки рибосомных субчастиц. Интермедиаты сборки рибосом
представлены частицами диаметром 15–20 нм. Перенос прерибосомных
субчастиц к цитоплазме, по-видимому, обеспечивают специфические белки,
которые направленно перемещаются от ядрышка к оболочке ядра. Благодаря
четко прослеживаемой иерархии в структурно-функциональной организации
ядрышка в виде отдельных морфологически различимых компартментов его
часто используют в качестве модели функциональной компартментализации
синтеза мРНК, ее процессинга и экспорта в цитоплазму.
При этом следует иметь в виду, что наблюдаемая
"высокоупорядоченная" пространственная структура ядрышка может быть
просто следствием функционирования большого числа генов рРНК,
организованных в тандемные повторы, что сопровождается накоплением
транскриптов РНК-полимеразы I и продуктов их процессинга в окрестностях
активно работающих генов. Структура ядрышка является динамической, а его
пространственное расположение и структурные особенности зависят от
внутриядерной локализации и уровня активности соответствующих генов рРНК.
Долгое время ядрышко рассматривалось только в обсуждаемом выше
аспекте, т.е. как внутриядерный микрокомпартмент биогенеза рибосом, в
котором происходят транскрипция рДНК и сборка рибосомных субчастиц из
составляющих компонентов. Однако в последнее время начинают появляться
данные, указывающие на участие ядрышка в регуляции клеточного цикла.
Даже геном дрожжей содержит ~200 тандемно повторяющихся генов
рРНК. При этом не все гены одинаковы в функциональном отношении:
транскрибируется лишь половина последовательностей рДНК, а в их
воспроизводстве задействовано лишь ~20% имеющихся областей начала
репликации. Перенос генов в область рДНК часто сопровождается их
репрессией, что, как полагают, является следствием функционирования
механизма подавления гомологичной рекомбинации в участках генома,
содержащих тандемные повторы. Мутационное нарушение этого механизма
сопровождается образованием сотен внехромосомных кольцевых рДНК,
которые неравномерно распределяются между дочерними клетками во время
митоза. Накопление материнскими клетками внехромосомных рДНК приводит к
уменьшению способности клеток делиться. Этот феномен был назван
"старением клеток" (cellular aging). Кроме того, складывается впечатление, что
ядрышко может регулировать вхождение клеток в мейоз, а также активность
фосфатазы Cdc 14, контролирующей прохождение телофазы митоза. Получены
данные о том, что повторяющиеся последовательности рДНК ядрышка служат
местом сборки большого регуляторного белкового комплекса RENT (regulator of
nucleolar silencing and telophase exit), в состав которого входит вышеупомянутая
фосфатаза и, как минимум, три других белка, которые и обеспечивают
регуляторные функции ядрышка.
2.3.3. Пространственная организация синтеза мРНК
Внутриядерный синтез мРНК и доставка зрелых транскриптов к месту их
трансляции требуют участия множества тонко сбалансированных во времени,
пространственно организованных молекулярных механизмов. Выше уже были
рассмотрены основные молекулярные процессы, обеспечивающие сборку
инициационных и элонгирующих нуклеопротеиновых комплексов, а также
механизмы котранскрипционных и посттранскрипционных модификаций РНК,
включая кэпирование, сплайсинг, редактирование их первичной структуры и
полиаденилирование. Теперь кратко суммируем известные факты о
внутриядерной компартментализации этих процессов.
Аппарат транскрипции, участвующий в синтезе пре-мРНК, ассоциирован
с перихроматиновыми фибриллами, обнаруживаемыми на границах доменов
конденсированного хроматина. Эти фибриллы представляют собой ядерные
рибонуклеопротеиновые комплексы диаметром 3–20 нм. Они включают в себя
растущие цепи пре-мРНК, и плотность фибрилл коррелирует с
транскрипционной активностью соответствующих участков хроматина. С
помощью иммунохимических методов здесь же обнаружены компоненты
аппарата сплайсинга, который удаляет интроны из предшественников мРНК
одновременно с элонгацией транскриптов.
В опытах по внутриядерной локализации мест синтеза специфических
транскриптов с использованием импульсной радиоактивной или
флуоресцентной меток такие РНК были обнаружены в виде "треков" или более
компактных "точек" в одном или двух дискретных участках ядра, что
соответствует копиям соответствующих генов на гомологичных хромосомах.
При этом с использованием одновременной гибридизации ДНК и РНК было
показано, что транскрибируемые гены расположены прямо в треках или точках
на одном из концов трека. Более того, зонды, специфичные в отношении
последовательностей интронов, метят треки только вблизи гена, указывая на
то, что сплайсинг происходит вдоль этого следа РНК.
Треки РНК тесно ассоциированы с дискретными внутриядерными
структурами, называемыми межхроматиновыми гранулами, или спеклами.
Спеклы обогащены компонентами аппарата сплайсинга, а также содержат
интронсодержащие пре-мРНК и полиаденилированные молекулы. В
соответствии с этим спеклы могут представлять собой места процессинга пре-
мРНК и аккумуляции зрелых мРНК внутри ядер. В ряде случаев выявляется
неслучайная ассоциация активно транскрибируемых генов со спеклами,
которые могут маркировать внутриядерные области транскрипции.
Противоречивость этой интерпретации заключается в том, что в ядре
обнаруживаются одновременно всего 20–50 спеклов, тогда как
транскрибирующихся генов значительно больше. Следовательно, не каждый
транскрибируемый ген ассоциирован с такими структурами. Большинство
экспериментальных доказательств ассоциации мест транскрипции со спеклами
получено для особо активных генов, например гена коллагена, транскрипты
которого в фибробластах составляют до 4% суммарной РНК. Возможно, спеклы
представляют собой микрокомпартменты, в которых происходит процессинг
РНК наиболее активно транскрибируемых генов.
После завершения синтеза и объединения с компонентами аппарата
сплайсинга, формирующими сплайсомы, пре-мРНК переносится к ядерной
оболочке и выходит в цитоплазму. Выход РНК из ядра в цитоплазму
осуществляется через поры в ядерной оболочке, входящие в состав ядерного
порового комплекса (NPC). NPC является постоянно существующим
микрокомпартментом, однозначно идентифицируемым с помощью
микроскопических, генетических и биохимических методов.
Во время внутриядерного транспорта молекулы РНК объединяются с
другими белками, участвующими в их процессинге, образуя гетерогенные
ядерные рибонуклеопротеиновые комплексы (гяРНП), в которых
пространственная структура пре-мРНК оптимизирована для ее созревания.
Ядерный матрикс, получаемый в результате удаления из ядер большей части
хроматина, все еще содержит пре-мРНК, гяРНП и некоторые компоненты
аппарата сплайсинга. Это может указывать на внутриядерную избыточность
гяРНП и их роль в формировании пространственной структуры ядер. В общем,
для гяРНП характерно диффузное распределение в нуклеоплазме, однако
часть из них может концентрироваться в окрестностях спеклов и даже
следовать за РНК из ядра в цитоплазму и вновь возвращаться в ядра вместе с
транскриптами.
Процесс перемещения специфических пре-мРНК от генов в цитоплазму
клеток был подробно исследован в случае экспорта частиц пре-мРНП колец
Бальбиани комара Chironomus tentans, экспрессирующиеся гены которых
находятся в составе гигантских пуффов политенных хромосом слюнных желез.
Крупные транскрипты этих пуффов во время элонгации упаковываются в гяРНП
в виде тонких фибрилл, которые по мере удлинения пре-мРНК становятся
толще и изгибаются с образованием кольцеобразных структур. Зрелые гранулы
пре-мРНП, которые, как полагают, заключают в себе РНК, претерпевшую
сплайсинг, движутся в нуклеоплазме к ядерной оболочке, где задерживаются
вблизи ядерных пор. В это время они приобретают форму палочек, которые
проходят через ядерные поры, начиная с 5’-конца заключенной в них РНК. Как
только пре-мРНК появляются на поверхности цитоплазматической части
ядерной мембраны, они объединяются с рибосомами. Следует подчеркнуть,
что на протяжении всей этой цепи событий РНК находится в составе
пространственно упорядоченных РНП-частиц. Накапливаются данные в пользу
того, что перемещение РНК от гена к ядерной мембране не является
следствием простой диффузии. Такому простому объяснению, в частности
противоречат факты тесной ассоциации транскриптов, гяРНП и компонентов
аппарата сплайсинга с ядерным матриксом. В ряде случаев находит
подтверждение гипотеза ядерной фиксации генов (gene gating model),
предложенная Г. Блобелом (1985 г.), в соответствии с которой конкретные гены
функционально связаны с определенными участками (и порами) ядерной
мембраны, что направляет их транскрипты для экспорта в цитоплазму к этим
конкретным участкам. Однако такое правило подтверждается не всегда. В
частности, РНК коллагена обнаруживают распределенной вдоль всей ядерной
мембраны, что указывает на ее выход в цитоплазму через многие ядерные
поры.
Для рассмотренных выше структур, образование которых сопровождает
синтез, процессинг и экспорт РНК из ядра в цитоплазму, характерен динамизм –
отдельные их компоненты могут перемещаться между микрокомпартментами.
Синтез, процессинг и транспорт РНК в ядре происходят в составе дискретных
компартментов нуклеоплазмы, что позволяет концентрировать регуляторные,
структурные и ферментативные компоненты транскрипции и сплайсинга в
местах активно экспрессирующихся генов. Действительно, все этапы
сплайсинга можно воспроизвести в разбавленных растворах in vitro при
концентрации белка ∼1 мкг/мл. Однако скорость этих реакций в таких системах
значительно ниже наблюдаемой in vivo, где внутриядерная концентрация РНП
превышает 50 мг/мл. Кроме того, пространственно упорядоченная организация
ранних этапов экспрессии генов создает необходимые условия и
дополнительные уникальные возможности для ее регуляции, что было бы
невозможно в случае свободной диффузии компонентов этой системы.
2.3.4. Ядерные тельца и домены
Исследования структурно-функцональных отношений в ядре в связи с
компартментализацией транскрипции, процессинга РНК и репликации
продемонстрировали наличие особых функций у многих морфологически
различимых внутриядерных микроструктур. В этом отношении не явились
исключением и ядерные тельца, вначале описанные чисто морфологически.
Свернутые тельца (coiled bodies). Эти внутриядерные ультраструктуры,
обнаруживаемые в виде клубка переплетенных нитей в ядрах клеток
млекопитающих, часто ассоциированы с периферией ядрышка. В составе этой
ультраструктуры обнаружены белки и РНК ядрышка, участвующие в
модификации и процессинге рРНК, включая фибрилларин и малые
ядрышковые РНК U3. В этих структурах также обнаруживают малые ядерные
РНП, в частности U7-мяРНП, и некоторые специализированные белки
(например койлин p80). Все это указывает на возможное участие свернутых
телец в процессинге РНК. Для данных ультраструктур характерен динамизм:
они исчезают в митозе и вновь возникают в фазе G1 клеточного цикла. Их
количество резко возрастает в условиях стимуляции пролиферации клеток.
Аналогами свернутых телец являются снурпосомы С ядер ооцитов
амфибий. Эти тельца ассоциированы с локусом гистоновых генов хромосом
типа ламповых щеток и обогащены U7-мяРНК, которая вовлечена в
модификацию 3’-концов гистоновых пре-мРНК. Высказывается предположение,
что и снурпосомы, и свернутые тельца могут участвовать в
посттранскрипционных модификациях гистоновых и других пре-мРНК.
Ядерные тельца PML. Острая промиелоцитарная лейкемия (PML) часто
ассоциирована с транслокацией t(15;17) (перенос участка хромосомы 15 на
хромосому 17), которая приводит к слиянию в одной рамке считывания гена
PML с геном α-рецептора ретиноевой кислоты. У нормальных индивидуумов
белок PML, обладающий Zn2+-связывающим доменом типа "пальцы RING",
локализован в отдельном ядерном микрокомпартменте в виде плотного
фибриллярного кольца, окружающего сердцевину. Этот белок обнаруживают
также вместе с U1-мяРНК и койлином р80 в особых зонах, окружающих
межхроматиновые гранулы, или спеклы. Ядерные тельца PML претерпевают
морфологические изменения на протяжении клеточного цикла. Эти тельца
разрушаются во время вирусной инфекции, а для репликации аденовирусной
ДНК их разрушение является необходимым этапом, что подчеркивает
возможное участие телец в обеспечении антивирусной активности клеток.
Инкубация клеток с интерфероном индуцирует синтез PML-белка и подавляет
размножение вирусов.
У пациентов с промиелоцитарной лейкемией, содержащих
вышеупомянутый гибридный ген, имеет место разрушение ядерных телец PML.
Инкубация лейкозных клеток с ретиноевой кислотой приводит к
восстановлению этих морфологических структур, что коррелирует с
наступлением ремиссии у больных острой промиелоцитарной лейкемией.
Предполагается, что тельца PML дикого типа участвуют в подавлении
неконтролируемого роста трансформированных клеток и понижают уровень их
злокачественности по непонятному пока механизму.
Ядерные домены WT1. Ген WT1 человека является геном-супрессором
опухолей, мутационные нарушения которого наблюдают при злокачественных
новообразованиях Вилмса, возникающих в почках в детском возрасте. Четыре
белка, кодируемые __________этим геном, возникают в результате альтернативного
сплайсинга, и, по крайней мере, один из них является фактором транскрипции.
Для полноразмерного белка характерно наличие С-концевого мотива типа
"цинковых пальцев" (см. раздел 2.2.2) и N-концевого домена, обогащенного
Pro/Gln. Белок WT1 обладает способностью связываться со специфической GC-
богатой последовательностью нуклеотидов и подавлять транскрипцию генов,
промоторы которых содержат эту последовательность. Для него характерна
дискретная внутриядерная локализация в составе морфологически
различаемых телец. Ассоциация изоформ WT1 с аппаратом сплайсинга
предполагает, помимо прямого влияния на транскрипцию, их участие в
посттранскрипционной регуляции экспрессии генов.
2.3.5. Компартментализованное ядро
Два основных структурных образования характерны для ядер всех
эукариот. Это, во-первых, оболочка ядра с ядерными порами, связанная с
ядерной ламиной (электронно-плотный слой, прилегающий к ядерной оболочке
со стороны нуклеоплазмы), и, во-вторых, хромосомы. Именно транскрипция и
репликация ДНК хромосом являются теми процессами, для обеспечения
которых, прежде всего, существует ядро в эукариотической клетке. Как уже
было показано выше, зоны транскрипционной активности хромосом
компартментализованы внутри ядер. То же характерно и для репликации ДНК
эукариот (см. главу 4). Неразрешенным остается вопрос о природе
внутриядерных механизмов, которые могли бы лежать в основе такой
функциональной компартментализации. В этом случае фактором,
осложняющим проведение исследований, является динамизм структуры
хроматина, которая претерпевает упорядоченные перестройки во время
репликации и транскрипции. То же относится и к пространственной структуре
хромосом, изменяющейся на протяжении клеточного цикла.
Молекулярный аппарат, обеспечивающий внутриядерную экспрессию
генов, их репликацию и репарацию, настолько велик, что объединение его
компонентов во время функционирования может приводить к формированию
надмолекулярных комплексов, различимых морфологически. Это особенно
наглядно демонстрирует структура ядрышка, в котором можно легко выделить
отдельные функциональные домены, содержащие__________: 1) регуляторные
нуклеопротеиновые комплексы; 2) активно функционирующий аппарат
транскрипции; 3) рибонуклеопротеиновые комплексы процессируемых
транскриптов. Те же домены, хотя и менее масштабные, обнаруживаются при
функционировании РНК-полимеразы II. Многие черты молекулярной
организации гигантских молекулярных комплексов, обеспечивающих
транскрипцию (транскриптосомы) и сплайсинг (сплайсомы) у эукариот, в
настоящее время уже выяснены и были рассмотрены выше. Интенсивно
исследуются молекулярная структура и пространственная организация
аппарата репликации (реплисомы), которые будут подробно обсуждаться в
главе 4. Однако ясное понимание внутриядерных связей между этими
ключевыми комплексами в настоящее время отсутствует.
Следует особо подчеркнуть роль индивидуальных эукариотических
хромосом в формировании пространственной структуры ядра. Не исключено,
что необходимость организации генетического материала в виде
индивидуальных хромосом, число, размер и трехмерная структура которых
являются фундаментальными таксономическими признаками, продиктована
потребностью соматических клеток в упорядоченном распределении матричной
ДНК по внутриядерным территориям с целью координации экспрессии генов и
стабилизации заключенной в них генетической информации. Выше уже
отмечалась преимущественная локализация теломерных последовательностей
нуклеотидов вблизи ядерной оболочки, а также расположение
последовательностей наиболее активно транскрибируемых генов во
внутренних частях ядер. В соответствии с одной из точек зрения (Д. Строболис,
А.П. Волффе, 1996 г.), такая пространственная организация генома может
облегчать экспорт синтезирующейся мРНК из ядра в цитоплазму. Однако, на
мой взгляд, могут быть и более глубокие причины такой пространственной
организации генома эукариот. Гетерогенность хроматина, проявляющаяся в
различных уровнях его конденсации в отдельных генетических локусах, а также
неслучайное внутриядерное распределение последовательностей генома
создают многоуровневую защиту генетической информации от химических
мутагенов и могут контролировать скорости изменения отдельных генетических
локусов в филогенезе многоклеточных организмов (подробнее см. раздел 5.3).
Ядро эукариот обеспечивает прохождение первых этапов реализации
генетической информации: избирательную транскрипцию генов, а также
посттранскрипционные модификации и процессинг предшественников РНК,
которые позволяют им вступать в трансляцию, т.е. реализовывать следующий
важнейший этап передачи генетической информации от генов к белкам.
2.4. Биосинтез белка рибосомами бактерий
В процесс биосинтеза белка рибосомами, называемого трансляцией,
вовлечено множество макромолекул и макромолекулярных комплексов. На
этом этапе реализации генетической информации происходит считывание
генетической информации, заключенной в мРНК, рибосомами и ее передача
полипептидным цепям белков, т.е. биосинтез полипептидных цепей,
последовательность аминокислот в которых, как правило, однозначно
определена последовательностью нуклеотидов в транслируемых мРНК в
соответствии с генетическим кодом. Свободные аминокислоты не узнаются
рибосомами. Чтобы это произошло, аминокислоты должны поступать в
рибосомы в виде конъюгатов с тРНК (аминоацилированных тРНК),
последовательности нуклеотидов которых распознаются аппаратом
трансляции. В каждой молекуле тРНК имеется участок из трех нуклеотидов,
комплементарный кодону мРНК. Именно эта последовательность, называемая
антикодоном, в основном определяет положение той или иной аминокислоты в
полипептидной цепи. В ходе каждого индивидуального акта трансляции
рибосома распознает кодон мРНК и в соответствии с ним выбирает
аминоацилированную тРНК, антикодон которой соответствует транслируемому
кодону. После этого происходит соединение посредством пептидной связи
очередной аминокислоты с С-концевой аминокислотой растущей цепи
полипептида.
Таким образом, во время трансляции рибосома после связывания мРНК
начинает последовательно, кодон за кодоном, перемещаться вдоль матрицы,
выбирая из окружающей среды молекулы аминоацилированных тРНК. При этом
каждый индивидуальный акт трансляции завершается присоединением
выбранной молекулы аминокислоты к С-концевой аминокислоте синтезируемой
цепи белка посредством пептидной связи. Ниже более подробно будут
рассмотрены основные этапы биосинтеза белка и компоненты
белоксинтезирующей системы бактерий.
2.4.1. Рибосомы
Рибосомы представляют собой крупный рибонуклеопротеидный
комплекс с молекулярной массой ∼ 2,5 мДа, состоящий из рибосомных белков,
молекул рРНК и ассоциированных с ними факторов трансляции. Рибосомы
прокариотических и эукариотических организмов различаются по размерам. У
эукариот они представлены 80S частицами, тогда как коэффициент
седиментации рибосом прокариот составляет 70S. Рибосомы всех известных
организмов построены из двух неравных субчастиц: прокариотические – 30S и
50S, а эукариотические – 40S и 60S. 70S рибосомы эубактерий в своем составе
содержат 55–60 рибосомных белков, для 80S рибосом эукариот это число
составляет 75–85. В обоих случаях рибосомные белки в составе рибосом
ассоциированы с молекулами рРНК, образуя пространственно организованные
рибонуклеопротеиновые тяжи.
Рибосомные белки E. coli. В настоящее время более 50 рибосомных
белков выделено в высокоочищенном состоянии. Молекулярная масса самого
маленького белка составляет 5 кДа, а самого большого – 61 кДа, тогда как для
большинства рибосомных белков эти значения лежат в пределах 10–20 кДа.
Определены аминокислотные последовательности полипептидных цепей всех
рибосомных белков E. coli. Малая рибосомная субчастица содержит 21 белок с
суммарной молекулярной массой 350 кДа.
Белки в составе 30S субчастицы ассоциированы с 16S РНК, длина
которой составляет 1542 нуклеотида (нт). Суммарные молекулярные массы
малой и большой субчастиц рибосом достигают соответственно 850 и ∼ 1450
кДа. Третья часть массы большой субчастицы приходится на 34 рибосомных
белка, а две третьих – на 23S (2904 нт) и 5S рРНК (120 нт). Продолжают
накапливаться биохимические данные, указывающие на центральную,
возможно ключевую, роль рРНК в обеспечении этапов трансляции.
Обнаружены специфические внутримолекулярные и межмолекулярные
Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 19 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |