Гемоглобина синтез на рибосомах

Все реакции типа (ХХ.З) протекают в цитоплазме. Ранее мы приводили соображения, из которых следует, что синтез белка должен осуществляться в рибосомах при участии активированных аминокислот и молекул-адаптеров. Подобной молекулой-адаптером, в состав которой входит активированная аминокислота, служит аминоацил-РНК. Необходимым этапом синтеза является перенос этого комплекса в рибосому и сборка белковой молекулы на РНК-матрице. Этот процесс катализируется особым ферментом переноса, который, по-видимому, обладает малой специфичностью. Фермент переноса, выделенный из бактерий, катализирует перенос аминоацил-РНК, полученной из любого источника, в рибосому бактерии (но не в рибосому животного). Аналогично фермент из кролика катализирует перенос аминоацил-РНК бактерии в рибосомы кролика. Таким путем можно, в частности, осуществить синтез гемоглобина в рибосомах, выделенных из ретикулоцитов кролика. Складывается впечатление, что ферменты переноса до некоторой степени специфичны по отношению к типу рибосом, но значительно менее специфичны к промежуточным комплексам. [c.373]

Итак, биосинтез белков, по современным представлениям, проходит четыре основных этана 1) активирование аминокислот и взаимодействие их с ферментами 2) соединение аминокислот с растворимой РНК 3) перенос аминокислот на молекулы информационной РНК в рибосомах и образование пептидных связей и 4) высвобождение полипептидной цепи из рибосомы. Последовательность реакций белкового синтеза представлена на схеме (рис. 25). Следует подчеркнуть, что все эти процессы биосинтеза белка в клетке идут очень быстро. Наблюдения над синтезом гемоглобина показали, что построение молекулы белка, состоящей из 150 аминокислотных остатков, заканчивает [c.294]

Робертс поставил кинетические эксперименты с внедрением радиоактивных изотопов в рибосомы, а затем в растворимые клеточные белки, перейдя к масштабу времени 5—10 сек. Его опыты сделаны менее детально, чем опыты с синтезом гемоглобина. Растворимые белки все в целом осаждались трихлор-уксусной кислотой, и их радиоактивность измерялась без фракционирования. Рибосомы предварительно фракционировались в ультрацентрифуге, и носле разделения центрифугируемой жидкости на отдельные пробы проводилось измерение концентрации РНК (но поглощению света при 260 шц) и радиоактивности в каждой пробе. [c.457]

Проанализируем эксперимент по изучению координированного синтеза а- и Р-цепей гемоглобина. Ретикулоциты кролика подвергали мечению Н-лизином в течение 10 мин, т. е. достаточно долго по сравнению с продолжительностью синтеза единичной цепи гемоглобина. Затем с помощью центрифугирования выделяли рибосомы с прикрепленными к ним растущими полипептидными цепочками, так чтобы в полученном препарате не было свободных (растворенных) цепочек полностью синтезированного глобина. Растущие цепочки обрабатывали трипсином, в результате чего получались пептиды с лизином или аргинином на С-конце. Эти пептиды затем разделяли с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии и определяли их радиоактивность. График уровня радиоактивности для каждого пептида в зависимости от положения остатков лизина в цепи представлен на рис. 5-2. [c.12]

Синтез глобина. Цепи аир глобина синтезируются на полисо-мах, образованных, как правило, пятью рибосомами. Цепь а освобождается первой, присоединяется к р-цепи, еще связанной с рибосомой, и отделяет ее, образуя димер (аР). Два димера соединяются в молекулу НЬ (а2Р2). Соединение гема с глобином может происходить или в процессе синтеза полипептидных цепей или после окончания синтеза глобина. Ферменты синтеза гема аллостерические, ингибируются гемом и гемоглобином. Синтез пептидных цепей происходит только в присутствии гема. При низкой концентрации гема синтез глобина замедляется. Отсюда синтез гема и глобина происходит координированно и ни один из этих компонентов не образуется в избыточном или недостаточном количестве. [c.435]

К настоящему времени субъединичная структура обнаружена у нескольких сотен белков. Однако только для немногих белков, в том числе для молекулы гемоглобина, методом рентгеноструктурного анализа расшифрована четвертичная структура . Основными силами, стабилизирующими четвертичную структуру, являются нековалентные связи между контактными площадками протомеров, которые взаимодействуют друг с другом по типу комплементарности—универсальному принципу, свойственному живой природе. Структура белка после его синтеза в рибосоме может частично подвергаться модификации (посттрансляционный процессгшг) например, при превращении предшественников ряда ферментов или гормонов (инсулин). [c.71]

О последней стадии синтеза белка — сборке белковой молекулы на рибосомах — предстоит еще выяснить очень многое. Информационная РНК, по-видимому, стимулирует агрегацию 70 5-рибосом. Эксперименты с введением меченых аминокислот в ретикулоциты кролика показывают, что для синтеза полипептидной цепи гемоглобина, происходящего последовательно в линейном порядке, начиная с аминного конца цепи, требуется 1—2 мин. Многие детали этой и других стадий синтеза белка еще неизвестны. Исследования этой сложной проблемы развиваются очень интенсивно, и мы привели здесь лищь беглый обзор полученных к настоящему времени результатов. [c.375]

В качестве первого объекта, подвергающегося энергичному изучению, выступает гемоглобин. В нем привлекает изученность самой молекулы и удобная лабораторная модель для синтеза вне организма. Отравление животных (кроликов) фенилгидразином вызывает особый вид анемии, когда в костном мозгу вместо эрв-трощ1тов образуются бедные гемоглобином ретикулоциты. Из крови животных последние легко извлекаются, и па искусственной среде, содержащей весь набор аминокислот, соли, некоторое количество кровяной плазмы, -отмытые от яда ретикуло-циты, прекрасно синтезируют гемоглобин. Большое преимущество этих клеток в том, что гемоглобин составляет до 80% синтезируемого ими белка. Заметно синтезируют гемоглобин рибосомы из ретикулоцитов, если их поместить в среду, содержащую набор аминокислот, рибонуклеотидов, ферменты в субстраты фосфорилирования и соли. Синтезированный гемоглобин извлекается и подвергается очистке на карбоксильном ионите. [c.453]

Первый вопрос решался с помощью радиоактивно меченных аминокислот. Существенно то, что нам известно концевое звено цепи гемоглобина, содержащее КН2-группу, — это валин. Опыт ставился следующим образом препарат отмытых рибосом (большая часть, свьппе 80%, имеет константу седиментации 70 э) подвергался инкубации на среде с набором аминокислот и меченным С валином. Синтез шел сравнительно короткое время, что доказывает кинетический характер эксперимента. После извлечения синтезированного рибосомами белка у последнего определялась общая радиоактивность и активность N-кoнцeвoй аминокислоты путем реакции концевой аминогруппы с динитро-фторбензолом или фенилизотиоцианатом, отщепления меченой концевой группы и ее хроматографической очистки. Молекула гемоглобина (кролика) состоит из 670 аминокислотных звеньев, из которых 46 являются валинами, в том числе 4 валина — КНа-концевой группы (в молекуле гемоглобина содержится [c.453]

На левой оси ординат отложено общее поглощение утрафиолета при 260 нм (сплошная линия), слу" жащее мерой общего содержания нуклеиновых кислот во фракциях, отобранных из центрифужной пробирки (номера фракций отложены по оси абсцисс). На правой оси ординат отложено количество радиоактивности включившейся в растущие цепи гемоглобина в тех же фракциях. Отдельные максимумы соответствуют полосам, содержащим (справа налево) грозди , состоящие из одной, двух, трех, четырех и пяти рибосом. Повышение количества радиоактивности С относительно общего содержания нуклеиновых кислот, наблюдаемое в более быстро седиментирующих полирибосомных гроздьях , спндетельстпует о том, что они более активны в отношении белкового синтеза, чем единичные рибосомы. [c.409]

Самым значимым свойством генетического кода является его универсальность, т. е. он в основном одинаков у организмов, стоящих на разных уровнях развития у человека, растений, вирусов, бактерий. Такая универсальность генетического кода легла в основу генной инженерии (см. главу 19). Например, рибосомы и молекулы тРНК в кишечной палочке Е. соИ могут осуществлять трансляцию цепи мРНК, кодирующей синтез гемоглобина, и синтезировать полноценный гемоглобин. Универсальность кода свидетельствует также о древности его происхождения и консервативности, в результате которой даже при длительной эволюции важнейшие особенности метаболизма сохраняются неизменными. Сходство генетического кода у разных организмов — это прямое доказательство того, что все живые организмы произошли от единого предка. [c.367]

Ядро мигрирует к краю клетки и располагается в небольшом выпячивании поверхности. Затем этот участок отделяется, а позднее поглощается и переваривается макрофагом. Энуклеиро-ванная клетка, называемая ретикулоцитом, попадает в кровяное русло. Ретикулоцит очень активно синтезирует белок. При этом образуется почти исключительно гемоглобин. РНК больше не синтезируется. (Ядра нет, митохондрии дегенерируют.) На конечной стадии дифференцировки исчезают рибосомы и клетка принимает свой окончательный вид. Теперь это зрелый эритроцит. Процесс эритропоэза от гематоцитобласта до зрелого эритроцита занимает около 72 ч. Почти весь гемоглобин синтезируется в течение последних 24 ч после того, как ядро удалено из клетки. Следовательно, мРНК, необходимые для синтеза гемоглобина, должны были синтезироваться и перейти из ядра в цитоплазму задолго до начала синтеза гемоглобина. [c.198]

Исследователи, работающие в этой области, постепенно пришли к заключению, что в процессе развития играет роль имерно дифференциальная активность генов, а необратимые изменения гепома, если опи вообще происходят, редки и пе занимают важного места в программе развития. В связи с этим метод пересадки ядер стали использовать для изучения дифференциальной активности генов. Например, вы можете пересадить в энуклеирован-ное яйцо ядро клетки, активно производящей рибосомы (в зрелом яйце рибосомы не синтезируются), и выяснить, будет ли ядро продолжать синтезировать рибосомную РНК. Или вы можете пересадить ядро эритробласта (в яйце не синтезируется гемоглобин) и проверить, будет ли в нем продолжаться синтез глобино-вой мРНК и ее транспорт в цитоплазму, а также будет ли па этих мРНК в цитоплазме яйца синтезироваться гемоглобин. Потенциальные возможности метода пересадки ядер весьма велики. [c.228]

Присутствие EFra значительно увеличивает синтез миозина in vitro, а присутствие ЕРт — синтез- гемоглобина. Результаты последнего эксперимента представлены на рис. 15-14, В этом опыте использовали отмытые рибосомы мышечных клеток с ЕЕг или без него, мРНК ретикулоцитов, растворимую фракцию цитоплазмы ретикулоцитов и Н-валин. После инкубации гемоглобин частично [c.287]

В синтезе белковой молекулы может участвовать не одна рибосома, а несколько, образующих полирибосому. Число рибосом, входящих в состав полирибосом, зависит от длины информационной РНК. Так, в образовании молекулы гемоглобина, имеющей молекулярный вес 16 000, по-видимому, участвует 4—5 рибосом. Для образования молекул белка с молекулярным весом 70 000 требуется около 20 рибосом. Готовая по-липептидная цепь покидает матрицу. Возможно, что на той же матрице ачинает выстраиваться новая белковая молекула. Синтез белка — эндотермический процесс, нуждающийся в затрате энергии. Получение этой энергии связано с циклом аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). [c.59]

Весьма активную белоксинтезирующую бесклеточную систему можно получить из ретикулоцитов, которые представляют собой незрелые эритроциты, уже лишенные ядра, но еше сохранившие рибосомы. Лизат ретикулоцитов при условии добавления гема способен многократно транслировать каждую глобиновум мРНК. Гем несет две функции он необходим для сборки гемоглобина и, как ни странно, для поддержания высокого уровш синтеза белка. Если не добавить гем, синтез белка через непродолжительное время останавливается (рис. 10-15). [c.182]

Б. Причина того, что синтез белка прекращается не сразу, а после некоторой задержки, связана с механизмом действия эдеина. Он ингибирует инициацию, не затрагивая реакций элонгации в синтезе белка. Таким образом, ничто не мешает рибосоме, которая только что начала синтезировать новый полипептид, довести синтез до конца. Включение метки продолжается в течение всего периода образования исследуемого белка (в данном случае, глобиновых цепей гемоглобина), т.е. около 1 мин. [c.287]

В экстрактах ретикулоцитов происходит с высокой скоростью синтез субъединиц гемоглобина до тех пор, пока не иссякает гем. В отсутствие гема синтез белка останавливается из-за быстрого образования ферментативного ингибитора белкового синтеза. Этим ингибитором является протеинкиназа. Мигпенью для киназы служит eIF-2 - фактор инициации, связывающий GTP и доставляющий Met-TPHKf к 408-субчастице рибосомы Инактивация eIF-2 в результате фосфорилирования приводит к блокирова- [c.155]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология