Анализ общебиологического аспекта транскрипции 5

Трансляции элонгация: факторы элонгации
У эукариот имеется два фактора элонгации - eEF1 и eEF2. Не исключено, что в митохондриях и хлоропластах существуют независимые факторы элонгации, ответственные за связывание аминоацил-тРНК с рибосомой, но они еще не охарактеризованы ( Льюин Б., 1987 )
Эукариотические клетки содержат в большом количестве фактор элонгации eEF1A, который является функциональным гомологом бактериального фактора EF-Tu. Так же как и у бактерий, этот фактор образует тройной комплекс с GTP и аминоацил-тРНК, обеспечивая вхождение последней в А-участок элонгирующей рибосомы.
Два других эукариотических фактора eEF1B и eEF2 резко отличаются от бактериальных функциональных аналогов EF1B(EF-Ts) и EF2(EF-G) по аминокислотным последовательностям. Гетеротримерный фактор eEF1B, как и его бактериальный аналог, катализирует обмен GDP на GTP в комплексе eEF1A-GDP. Фактор eEF2, по аналогии с бактериальными системами, обеспечивает транслокацию пептидил-тРНК в P-участок рибосом и перенос деацилированной тРНК в E-участок. У высших организмов этот фактор служит мишенью регуляторных воздействий через фосфорилирование.
Замечательным свойством факторов eEF1A и eEF2 является способность связываться с компонентами цитоскелета эукариотических клеток. Полагают, что это их свойство может обеспечивать один из механизмов внутриклеточного транспорта мРНК, направляющих ее в полисомы.

Заключение

Таким образом, в работе были подвергнуты анализу общебиологический аспект транскрипции, исследована трансляция как процесс синтеза белков в цитоплазме клетки.

Транскрипция настолько важный процесс, что ее нарушения вызывают чрезвычано серьезные последствия для организма, вызывая болезни от неоплазий до врожденных дефектов. Вот только некоторые физиологические дефекты, возникающие в организмах вследствие нарушения транскрипции: мутации в гене PAX3, члене семейства генов, которые кодируют транскрипционные факторы, участвующие в эмбриогенезе, приводят к доминантно наследуемой аутосомной болезни - синдрому Варденбурга (Waardeburg) с потерей слуха, ненормальной пигментацией и множеством морфологических дефектов.
Мутации в гене WT1, который кодирует Zn-фингерный белок, играющий роль опухолевого супрессора, вызывает синдром Денис-Драша (Denys-Drash), характеризующийся опухолью Вильмса, почечной недостаточностью и гермафродитизмом. Этот список можно значительно расширить.
Рассматривая вопрос о трансляции, необходимо отметить, что во время элонгации полипептидных цепей в процессе трансляции не все участки мРНК транслируются с одинаковой скоростью. Рибосомы в процессе трансляции мРНК могут задерживаться на кодонах, соответствующих минорным изоакцепторным тРНК, присутствующим в клетке. В этом случае внутриклеточная концентрация изоакцепторных тРНК лимитирует весь процесс трансляции.
Кодоны, соответствующие минорным изоакцепторным тРНК, А.С. Спирин предлагает называть модулирующими, поскольку они могут изменять скорость трансляции соответствующих мРНК. Чем больше модулирующих кодонов в мРНК, тем медленнее она транслируется. Клетка может изменять эффективность трансляции определенных мРНК путем адаптации внутриклеточных концентраций изоакцепторных тРНК к числу модулирующих кодонов этих мРНК. Показано, что во время интенсивного синтеза фиброина в шелкоотделительных железах тутового шелкопряда внутриклеточный спектр изоакцепторных тРНК сильно меняется и становится идеально соответствующим потребностям белоксинтезирующего аппарата клеток, осуществляющего трансляцию мРНК фиброина.
Другим фактором, от которого зависит изменение скорости перемещения рибосомы вдоль транслируемой молекулы мРНК, является пространственная структура матрицы. Для разворачивания индивидуальных участков пространственной структуры мРНК, обладающих неодинаковой стабильностью, требуется разное время, что отражается в различной скорости трансляции рибосомами индивидуальных мРНК.
Обнаружен ряд регуляторных белков, которые после взаимодействия с транслирующей рибосомой избирательно задерживают трансляцию в определенных местах мРНК. Например, у эукариот рибонуклеопротеидная частица, содержащая 7S-РНК, которая узнает особую N-концевую гидрофобную аминокислотную последовательность растущего полипептида, присоединяется к рибосомам и блокирует трансляцию до тех пор, пока рибосома не вступит во взаимодействие с мембраной эндоплазматического ретикулума.
Регуляция экспрессии генов на уровне элонгации трансляции широко распространена в природе. Во время многих вирусных инфекций скорость элонгации полипептидов зараженных клеток резко снижается. Это обнаружено у пикорнавирусов и вирусов осповакцины. Факторы элонгации трансляции могут быть мишенями различных регуляторных воздействий.