Регуляция на этапе функционирования аппарата трансляции

Биология » Регуляция биосинтеза белков на этапе трансляции » Регуляция на этапе функционирования аппарата трансляции

Регуляция может осуществляться как на этапе инициации, так и этапе элонгации.

1. Регуляция инициации. У прокариот регуляция инициации трансляции осуществляется путем специфического связывания регуляторных белков с инициаторным районом иРНК, в результате чего трансляция подавляется. Такая регуляция существует при развитии фага MS2, в процессе которого белок оболочки регулирует трансляцию матрицы РНК-репликазы. Аналогичный механизм действует при регуляции трансляции рибосомных белков Escherichia coii. Гены 52 рибосомных белков организованы в 16 оперонов, в ряде случаев они объединены с локусами компонентов РНКП и факторов трансляции, и для поддержания их независимого и координированного синтеза необходим механизм «обратной связи», в результате функционирования которого избыток рибосомных белков подавляет собственную трансляцию. Иногда рибосома обнаруживает разное сродство к инициаторным участкам разных иРНК, благодаря этому инициация может также регулироваться самой рибосомой. Эта особенность бывает постоянной или регулируется специальными факторами, в результате обеспечивается дифференциальная скорость трансляции разных локусов полицистронной матрицы иРНК.

В некоторых специализированных эукариотических клетках двухцепочечная РНК ингибирует трансляцию, вызывая активацию протеинкиназы, фосфорилирующей фактор инициации eIF‑1.

Описана также возможность блокирования трансляции у прокариот путем присоединения к инициаторному участку иРНК особой комплементарной регуляторной РНК.

Наконец, существует потенциальная возможность управления скоростью трансляции у прокариот на этапе инициации за счет изменения доступности инициаторной тРНК, которая является обязательной для инициации.

2. Регуляция элонгации. Создается впечатление, что в биосинтезе биополимеров определяющей стадией является инициация, а этап элонгации регулируется в меньшей степени или совсем не регулируется. Тем не менее существует несколько потенциальных возможностей регуляции этапа элонгации в процессе трансляции. Одна из таких возможностей состоит в избирательной трансляции матрицы иРНК за счет специфического набора изоакцепторных тРНК.

Для 20 природных аминокислот существует 61 значащий кодон. По правилу «неоднозначного соответствия» Крика, для их транслирования достаточно около 30 антикодонов. Однако в клетках значительно больше тРНК, некоторые из них специфичны только к одному из кодонов. Если данная аминокислота в данном белке кодируется именно таким кодоном, то наличие или отсутствие соответствующей специфической тРНК будет определять возможность трансляции данной матрицы. В свою очередь, в клетке набор изоакцепторных тРНК может очень тонко регулироваться. Показано, например, что на разных фазах роста Escherichia coli или при переходе от хемотрофного к фототрофному типу питания у Rhodobacter sphaeroides наблюдается резкое изменение набора тРНК. Таким образом, данный способ регуляции можно рассматривать как еще один пример системной регуляции.

Другой пример относится к развитию фагов, в процессе которого наряду с изменением процесса транскрипции блокируется трансляция иРНК организма-хозяина. В некоторых случаях это связано с модификацией рибосом, перестающих «узнавать» иРНК хозяина, однако у эукариот это обусловлено модификацией факторов элонгации, для чего имеются специальные ферменты, осуществляющие фосфор ил ирование или ADP‑рибозилирование, что резко уменьшает сродство данных белков к рибосомам.

Что касается терминации трансляции, то специальные механизмы регуляции в этом случае не обнаружены. Однако необходимо отметить возможность «проскакивания» рибосомы через некоторые «слабые» терминирующие кодоны, что, с одной стороны, позволяет рибосоме транслировать полицистрон-ные матрицы без диссоциации от иРНК, а с другой – обеспечивает образование небольшого количества более длинных полипептидов, могущих выполнять важную функциональную роль.


Другое по теме:

Биологическое обоснование выбора объектов разведения
Исходя из того что предприятие будет располагаться в IV зоне рыбоводства в качестве основного объекта разведения – украинский чешуйчатыйкарп, в качестве поликультуры пестрый – толстолобик и белый амур, в качестве дополнительной рыбы – щук ...

Функциональная классификация гормонов
1. Эффекторные гормоны — гормоны, которые оказывают влияние непосредственно на орган-мишень. Тропные гормоны — гормоны, основной функцией которых является регуляция синтеза и выделения эффекторных гормонов. Выделяются аденогипофизом. Ри ...

Размножение воздушными отводками
Если растения плохо размножаются черенками или если нужно в короткое время получить довольно большое молодое растение, делают воздушные отводки (у цитрусовых, фикусов, драцен). Для этого на ветке под узлом делают косой надрез до середины ...