Microsoft Word 60 2012 Белясова doc

Особенности трансляции у эукариот. Процесс трансляции эука-
риотической мРНК в основном аналогичен таковому для прокариот. 
Однако имеется ряд отличий. Во-первых, аппараты транскрипции и 
трансляции у эукариот разобщены во времени и в пространстве, по-
скольку транскрипция осуществляется в ядре, а трансляция – в ци-
топлазме. Во-вторых, инициирующей аминоацил-тРНК у эукариот 
служит не Fmet-тРНК, а специальная инициирующая met-тРНК.
В-третьих, на 5
′- и 3′-концах эукариотических мРНК имеются особые 
структуры – «кэпы» и «шлейфы», принимающие участие в трансля-
ции. Известно, что отдельные факторы инициации трансляции узна-
ют кэпированные области для связывания с мРНК и начала процесса 
трансляции. 

---

79 
Посттрансляционная модификация белков. Образующиеся в 
процессе трансляции полипептидные молекулы часто не являются зре-
лыми, биологически активными формами белка. Для того чтобы они 
приобрели функциональную активность, требуются различные измене-
ния в их составе и структуре, которые принято называть посттрансляци-
онной модификацией. К наиболее распространенным событиям такого 
рода относятся: расщепление и укорочение цепей; фосфорилирование, 
ацетилирование, гидроксилирование, карбоксилирование определенных 
аминокислотных остатков; соединение пептидов с полисахаридами или 
липидами; связывание с простетическими группами и др. 
Примером укорочения пептидных цепей служит отщепление N-кон-
цевого формилметионина (или метионина), который включается во все 
полипептидные молекулы в процессе инициации трансляции. Это собы-
тие часто осуществляется еще на рибосомах, в начале трансляции. 
Расщепление белков-предшественников часто происходит при 
сборке капсидов сложных бактериофагов (Т4, Р2, 
λ, Т5), а также многих 
протеолитических белков, гормонов, нейропептидов млекопитающих. 
Например, инсулин синтезируется при трансляции в виде препроинсу-
линового полипептида и превращается в зрелый инсулин после расщеп-
ления цепи и удаления N-концевого, а также внутреннего сегмента. 
Связывание пептидов с простетическими группами можно рас-
смотреть на примере формирования функционально активного гемо-
глобина. Образованные в ходе трансляции 
α- и β-цепи гемоглобина 
объединяются вначале в 
α
2
β
2
-структуру, а затем с боковыми группами 
аминокислот обеих субъединиц связывается гем. Похожим образом 
происходит модификация пируваткарбоксилазы: для приобретения 
этим ферментом активности с определенными боковыми цепями его 
аминокислот должен ковалентно связаться биотин. 
Модификация аминокислотных остатков – широко распростра-
ненное явление. Карбоксилирование специфических остатков глута-
миновой кислоты в белках, принимающих участие в свертываемости 
крови, обусловливает возможность связывания Са
2+
. Для образования 
коллагена должно произойти гидроксилирование специфических про-
линовых и лизиновых остатков. Фосфорилирование и дефосфорили-
рование определенных остатков серина, треонина и тирозина прини-
мают участие в регуляции метаболизма. 
У некоторых белков на N-конце имеется короткая (15–35 остат-
ков) последовательность гидрофобных аминокислотных остатков, ко-
торые называют сигнальными последовательностями. Эти последо-

---

80 
вательности играют важную роль в транспорте белков через мембра-
ны: они узнаются сигнал-распознающими частицами в составе мем-
бран, которые опосредуют направленную транспортировку белков. 
В процессе переноса через мембрану сигнальная последовательность 
отщепляется сигнальной пептидазой. В результате белок приобретает 
функциональную активность, оказавшись в соответствующей орга-
нелле (например, лизосоме) или вне клетки. Часто процесс транспорта 
белков через мембраны происходит уже в ходе трансляции с участием 
связанных с мембранами рибосом (у эукариот это чаще всего мембра-
ны шероховатого эндоплазматического ретикулума). Такой процесс 
называют котрансляционным транспортом. 
Существование событий посттрансляционной модификации рас-
ширяет возможности клеток в регуляции метаболизма. Изменения 
концентрации или активности ферментов, участвующих в модифика-
ции белков, приводят к снижению или увеличению концентрации по-
следних, а следовательно, и к изменению скорости соответствующих 
процессов. 

---

81 
2. ОСНОВЫ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ 
ИНЖЕНЕРИИ 
 
2.1. Принципы и инструменты генетической инженерии 
Генетическая инженерия (ГИ) представляет собой комплекс мо-
лекулярно-генетических методов, позволяющих осуществлять целе-
направленное конструирование организмов путем манипуляций in vi-
tro с их наследственным аппаратом. 
Стратегия ГИ (молекулярное клонирование) заключается в сле-
дующем: 
1) из клеток или вирусов выделяют фрагменты ДНК, содержащие 
интересующие экспериментатора гены; можно искусственно синтези-
ровать сегменты ДНК с определенной последовательностью нуклео-
тидов, в том числе гены; 
2) в небольшую молекулу ДНК, способную реплицироваться в 
клетке хозяина (бактерии, дрожжи, растения, животные), фермента-
тивно встраивают полученные фрагменты ДНК; 
3) образующиеся при этом молекулы (гибридные ДНК) вводят 
одним из способов в прокариотические или эукариотические клетки, 
где они реплицируются, обеспечивая тиражирование в своем составе 
встроенных фрагментов ДНК; 
4) определенными методами отбирают клоны клеток, содержащих 
индивидуальные типы молекул гибридных ДНК; 
5) полученные клетки, продуцирующие чужеродные белки, мож-
но использовать для производства целевых продуктов, а кроме того, 
можно всесторонне изучать выявленные гибридные ДНК, в частности 
исследовать функционирование чужеродной ДНК в гетерологичном 
окружении.
В основе методологии ГИ лежат основные принципы молекуляр-
ной биологии, а именно: 
– во всех клетках носителем генетической информации является 
ДНК, которая определяет структуру белков; 
– для хромосомальной ДНК любых организмов характерен еди-
ный генетический код – он универсален; 
– процессы репликации ДНК, транскрипции и трансляции осуществ-
ляются в клетках всех типов с соблюдением единых закономерностей. 
Созданные методами ГИ молекулы ДНК называют рекомби-