Инициация биосинтез белка

Рис. 22,5.2. Схема, демонстрирующая стадии инициации (а), удлинения (б — в) и терминации (г) в процессе биосинтеза белка.

Описанный способ контроля и регуляции биосинтеза белка у прокариот еще не может обеспечить регуляторные нужды клетки. Белки, кодируемые одним и тем же опероном, могут требоваться в разных количествах и в разное время. Для понимания соответствующих регуляторных явлений необходимо детальное рассмотрение процесса транскрипции. Рационально рассматривать начало синтеза РНК на ДНК (инициацию) и про- [c.288]

Инициация трансляции представляет собой импульс, сообщаемый молекулярной машине, ориентированной на биосинтез белка. [c.466]

Рассмотрим отдельные этапы работы рибосомы более детально. Удобно, подразделить процесс биосинтеза фермента или белка вообще на три стадии инициацию синтеза цепи, элонгацию цепи и терминацию синтеза, или освобождение цепи. Прежде всего мы рассмотрим этот процесс на бактериальной системе, которая изучена более полно. [c.52]

Что касается синтеза макромолекул, то этап репликации 1, по-видимому, не является обычно узким местом метаболизма, хотя скорость элонгации цепи ДНК — величина достаточно постоянная, составляющая примерно 2000 пар нуклеотидов в секунду (у Е.соИ), и мало зависит от условий роста (в оптимальной области концентраций предшественников). Объясняется это наличием специальной организации регуляторных механизмов, настроенных таким образом, что при улучшении условий повышается частота инициации новых циклов репликации ДНК. Поэтому если время генерации меньше, чем период репликации ДНК (у Е.соИ — 35—40 мин), то новые циклы репликации инициируются до завершения старых циклов и в быстро растущих клетках ДНК существует в виде сильно разветвленной структуры, соответствующей по общему количеству 3—б эквивалентам хромосомы. При этом, очевидно, локусы, расположенные вблизи от точки начала репликации, присутствуют в клетке в значительно большем количестве копий, чем локусы, расположенные вблизи точки терминации, что также может оказывать регуляторное действие на скорость биосинтеза некоторых белков (эффект дозы гена ). [c.72]

В эритропоэтических тканях активность АЛ-синтазы возрастает при гипоксии, в то время как в печени гипоксия не оказывает влияния на активность этого фермента. Синтез апобелка гемоглобина - а-и р-цепей глобина происходит только в присутствии гема. В опытах с ретикулоцитами было показано, что в отсутствие гема один из факторов инициаций биосинтеза белка фосфорилируется, что приводит к остановке трансляции а- и р-цепей глобина. Таким образом, оба компонента — гем и глобин — должны образовываться в относительно одинаковых количествах, для чего и существует координирующая регуляторная связь. [c.417]

IF-1 и IF-2 представляют белки с молекулярными массами 8900—9400 и 90000—118000 соответственно. IF-1 стимулирует процесс связывания фактора IF-2 с 30S субчастицей рибосомы и способствует присоединению к ней мШК. IF-2 играет центральную роль в связывании формилметиониновой тРНК с субчастицей 30S и в гидролизе гуанозинтрифосфата. Последний необходим для осуществления инициации биосинтеза белка, хотя полностью его функция в этом процессе еще не выяснена. [c.290]

На следующей ступени биосинтеза белка нуклеотидная последовательность мРНК переводится на язык аминокислотной последовательности. Этот процесс, получивший название трансляции [193], начинается со связывания мРНК и инициирующей аминоацил-тРНК с 30 8-субъединицей рибосомы (инициация). [c.393]

Особое значение имеет антивирусное действие интерферонов, на котором основан главный защитный механизм у человека и животных, действующий против многочисленных вирусных возбудителей. После проникновения вируса в клетку активируется в нормальном состоянии неактивный ген интерферона клетки. Следует перенос информации на мРНК и инициация ри-босомного биосинтеза белка в цитоплазме. После завершения синтеза присоединяется углеводный компонент и полная молекула интерферона секре-тируется клеткой. Взаимодействием со специфическим рецептором на поверхности клетки интерферон индуцирует образование внутриклеточных ферментов, которые препятствуют копированию вирусной информации, т. е. блокируя синтез вирусных белков, прерывают цепь инфекционного процесса. [c.430]

Инициация в процессе биосинтеза белка означает не просто начало элонгации. Прежде всего, так как начало кодирующей последовательности мРНК не совпадает с началом полинуклеотидной цепи, а всегда находится, отступя от ее 5 -конца (иногда на значительное расстояние), необходимо точное узнавание первого кодона на внутренней части цепи. Это узнавание определяет не только начало полипептидной цепи, которая синтезируется, но и задает фазу всего дальнейшего считывания мРНК по триплетам, т. е. абсолютно критично для всей аминокислотной последовательности полипептида. Другими словами, именно инициация определяет фиксированную точку на матричном полинуклеотиде, с которой начинается отсчет триплетов без запятых (см. гл. А.П). [c.221]

Между РНК-полимеразой и локусом для инициации биосинтеза мРНК существует преграда в виде белка-репрессора. Последний КС может быть уд2лск с опер2торэ ДНК, что позволило бы wS цепям разделиться и экспонировать участок инициации для фермента транскрипции. Когда же бактерия обнаруживает, что она снабжается лактозой, что определяется по присутствию продукта гидролиза последней — галактозы, ситуация немедленно изменяется. Эта гексоза эффективно связывается с белком репрессором [c.204]

Этап I —инициация биосинтеза ДНК—является началом синтеза дочерних нуклеотидных цепей в инициации участвует минимум восемь хорошо изученных и разных ферментов и белков. Первая фаза—это, как указано ранее, ферментативный биосинтез на матрице ДНК необычного затравочного олигорибонуклеотида (праймера) со свободной гидроксильной группой у С-3 рибозы. При инициации к цепям ДНК последовательно присоединяются ДПК-раскручивающие и ДНК-связывающие белки, а затем комплексы ДНК-полимераз и праймаз (см. рис. 13.3). Инициация представляется единственной стадией репликации ДНК, которая весьма тонко и точно регулируется, однако детальные механизмы ее до сих пор не раскрыты и в настоящее время интенсивно исследуются. [c.486]

РНК-полимераза Е. oli изучена наиболее подробно. Это олигомерный фермент, состоящий из двух одинаковых а-субъединиц (мол. масса 36000), двух разных ( j и Р,)-субъединиц (мол. масса соответственно 151000 и 155000), (D-субъединицы (мол. масса 11000) и а-субъединицы общая мол. масса фермента около 390000. Считают, что функция а-субъединицы (а-фактор)—узнавание определенного участка на матрице ДНК, названного промотором, к которому присоединяется РНК-полимераза. В результате образуется так называемый открытый комплекс фермента с ДНК двухцепочечная структура ДНК раскрывается ( плавится ). Далее на одной из нитей ДНК, как на матрице, синтезируется мРНК синтез заканчивается в определенной точке в конце гена или прерывается под действием особых белков. Другим субъединицам фермента приписывают функцию инициации биосинтеза РНК (а-субъединицам) и основную каталитическую функцию (связывание субстратов и элонгация синтеза) — -субъединицам. Кроме того, открыт ряд белков, принимающих участие в механизме синтеза РНК в клетке. В частности, исследуется природа репрессорных белков и белка-терминатора (р-фактора). Последний обладает способностью обратимо связываться с терминирующими участками ДНК (так называемые стоп-сигналы транскрипции), выключая действие РНК-иолимеразы. При отсутствии этого белка образуются исключительно длинные цепи РНК. [c.489]

Существенным является выяснение вопроса о количестве энергии, необходимой для синтеза одной пептидной связи при биосинтезе белка. Как было отмечено, при активировании аминокислоты еще до стадии инициации, т.е. при формировании аа-тРНК, расходуется энергия распада АТФ на АМФ и пирофосфат, что приблизительно эквивалентно гидролизу [c.528]

В бактериальной клетке существует очень большое число промоторов. различающихся по ну1С1еотидной последовательности и эффективности инициации синтеза РНК. Часто их условно делят на сильные и слабые. Сильные промоторы обеспечивают высокий уровень синтеза РНК с оперонов, находящихся под их контролем, а слабые — соответственно низкий уровень. Использование промоторов различной силы является одним из способов регуляции синтеза РНК в клетке. Количество синтезированной РНК определяет уровень биосинтеза белка. Многие белки требуются клетке на протяжении всей ее жизни. Их количество зависит главным образом от эффективности промоторов, инициирующих синтез соответствующих мРНК. Однако у клетки существуют и более радикальные способы регуляции на уровне транскрипции. Она их использует в случае необходимости для того, чтобы включать или выключать транскрипцию некоторых генов, ускорять или замедлять ее. [c.413]

Синтез белков до некоторой степени напоминает сборочный конвейер, в котором рибосомы все время передвигаются относительно информационной РНК, доставляя аминоацил-тРНК - реальные строительные блоки для сборки белковых молекул. Рибосома представляет собой маленькую фабрику, в которой компактно упакованные белки и тРНК образуют несколько активных центров, способных осуществлять многочисленные каталитические функции. Различные группы дополнительных факторов участвуют в работе рибосомы на каждой из трех стадий белкового синтеза инициации, элонгации и терминации. Энергия для биосинтеза белка обеспечивается гидролизом GTP. [c.72]

Теоретические исследования по биосинтезу белка по следних лет показали, что процесс трансляции можно описать с помощью кинетических параметров времен или скоростей инициации, элонгации и терминацни поли-пептидной цепи. Эти параметры определяют основные свойства белоксинтезирующей системы, а регуляция биосинтеза белка на уровне трансляции осуществляется путем изменения кинетических параметров. Иногда для характеристики процесса трансляции используют время инициации и время синтеза полилептвдной цепи (te). [c.277]

Инициация биосинтеза ДНК, понимаемая в более широком смысле как комплекс процессов, приводящих к старту в биосинтезе ДНК, сводится к возникновению репликативного комплекса ферментов и белковых факторов и формированию репликативной вилки (рис. 85). Она включает присоединение к биспиральной ДНК (к одноцепочечному ее фрагменту в момент распаривания биспиральной структуры в результате флуктуаций) ДНК-связывающего белка, ДНК-раскручивающего белка, ДНК-полимеразного комплекса, ДНК-зависимой РНК-полимеразы (праймазы), а также комплекса белковых факторов, называемого праймосомой и обеспечивающего продвижение репликативной вилки (рис. 85), ее пространственную организацию и функционирование. [c.253]

Следует отметить, однако, что до сих пор не раскрыты молекулярные механизмы, при помощи которых интерфероны тормозят размножение вирусов. Известно только, что интерфероны ингибируют биосинтез всех белков (и хозяйских, и вирусных), вероятнее всего, на уровне процесса трансляции. Возможно, что интерферон индуцирует синтез особого бел-ка-ингибитора, который затем связывается с рибосомами и блокирует трансляцию, или интерферон переводит один из активных эукариотических белковых факторов инициации в неактивный фактор путем фосфорилиро-вания. [c.93]

Особое значение мочевина имеет в биосинтезе аминокислот аргининового цикла, входящих в состав гистонов, основных белков, играющих ведущую роль в процессах инициации репликации хроматина и стимуляции или репрессии транскрипции рибонуклеиновых кислот. Обмен в этом цикле идет по схеме рис. 4.6. [c.113]

С другой стороны, при высокой внутриклеточной концентрации АТФ и ГТФ, отражающей благоприятное энергетическое состояние клетки, синтез рРНК и, вероятно, других компонентов аппарата трансляции стимулируется. Напомним, что ГТФ связан с АТФ через нуклеозиддифосфокиназу и наряду с АТФ участвует в энергетическом обеспечении процесса синтеза белка. Повышенная чувствительность инициации транскрипции к снижению концентраций АТФ и ГТФ не только ограничивает синтез рРНК при ухудшении энергетического состояния клетки, но и препятствует резкому истощению адениннуклеотидов, которое сделало бы невозможным восстановление процессов биосинтеза в благоприятных условиях среды. [c.49]

Этапы транскрипции. Процесс транскрипции в настоящее время принято подразделять на четыре основные стадии 1) связывание молекул РНК-полимеразы с ДНК и распознавание промотора 2) инициация , 3) элонгация, 4) терминация [41]. Три последних этапа характерны для биосинтеза большинства других макромолекул клетки, особенно для тех из них, синтез которых является матричным, в частности белков. После связывания с ДНК молекулы РНК-полимеразы осуществляют поиск промоторов, на которых происходит формирование инициационных комплексов. Начальная стадия инициации транскрипции завершается образованием нескольких первых фосфодиэфирных связей в молекуле вновь синтезируемой РНК, после чего транскрипция переходит в стадию элонгации - последовательного удлинения синтезируемых молекул РНК. Стадия элонгации заканчивается по достижении молекулами РНК-полимераз специальных регуляторных последовательностей ДНК, называемых терминаторами транскрипции, после чего происходит освобождение синтезированных молекул РНК и РНК-полимераз из транскрипционных комплексов. Освободившиеся молекулы РНК-полимераз приобретают способность вступать в новый цикл транскрипции. Следует помнить, что четкого разделения единого процесса транскрипции на отдельные стадии в реальной жизни не существует оно используется главным образом для удобства описания механизмов биосинтеза РНК и является упрощением. [c.31]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология