Рибосома.
Вот он, уникальный считывающий автомат, который превращает последовательность нуклеотидов мРНК в белок, или копию, или набор химический команд…
Рибосома должна учитывать все хитрости считывания информации: менять последовательность чтения, сдвигать рамку считывания, менять смысл прочитанного триплета в соответствии с контекстом…
« Рибосома играет роль организующего центра в чтении генетической информации. Это молекулярная машина, построенная по единой схеме у всех организмов с некоторыми вариациями. Она состоит из двух рибонуклеопротеидных субчастиц: малой и большой. В состав малой субчастицы у бактерий, например, входит молекула рибосомной РНК (рРНК) длиной
1500 нуклеотидов плюс еще одна небольшая молекула рРНК (110-120 нуклеотидов) и 21 разный белок. В состав большой субчастицы - одна молекула рРНК длиной
2700 нуклеотидов плюс 32 разных белка. Если каждый белок рибосом обычно закодирован в одном гене, то для кодирования рРНК характерна большая генная избыточность. Так, например, у кишечной палочки каждую молекулу рРНК кодируют 7 генов, а у дрожжей - несколько сот генов.
На рибосоме происходит взаимодействие иРНК с тРНК и синтезируется белок. При этом "руководит" образованием пептидных связей между аминокислотными остатками сама рибосома». [2]
«Физически рибосома представляет собой компактную частицу специфической формы, лишенную внутренней и внешней симметрии, грубо аппроксимируемую сферой с диаметром около 30 нм. Функционально это молекулярная машина, протягивающая вдоль себя цепь мРНК, считывающая закодированную в мРНК генетическую информацию и параллельно, в соответствии с кодом, синтезирующая полипептидную цепь белка из поступающих в нее аминокислотных остатков. В процессе работы рибосома потребляет энергию гидролиза гуанозинтрифосфата (ГТФ). Очевидно, что детальное знание структуры рибосомы является необходимой базой для понимания механизмов работы этой молекулярной машины.
В настоящее время полная структура рибосомы на молекулярном уровне еще неизвестна, хотя известно много деталей ее строения.
-
|
Рис. 6. Электронные микрофотографии индивидуальных рибосом Escherichia coli и их модель (внизу) в двух различных проекциях: слева - в так называемой перекрывающейся проекции, когда малая (30S) субчастица обращена к зрителю и закрывает собой часть большой (50S) субчастицы; справа - в боковой проекции, когда к зрителю обращен боковой палочкообразный выступ большой (50S) субчастицы, а малая (30S) субчастица расположена вверху (фотографии и модель В.Д. Васильева, Институт белка РАН, Пущино)
|
Рис. 7. Размещение основных функциональных лигандов - цепи мРНК (обозначена синим цветом) и двух тРНК (зеленые) - в рибосоме. Контуры рибосомы даны в соответствии с последними данными криоэлектронной микроскопии. Полость между субчастицами является главным функциональным карманом рибосомы, здесь размещаются две молекулы тРНК. Молекулы тРНК (аминоацил-тРНК и пептидил-тРНК) связаны с мРНК своими антикодоновыми верхушками и с пептидил-трансферазным центром в основании центрального выступа большой субчастицы - своими акцепторными концами, несущими аминокислотные остатки. В процессе трансляции цепь мРНК сканируется рибосомой от 5'-конца (голова цепи) к 3'-концу (хвост цепи), и тРНК сменяются в зависимости от нуклеотидных комбинаций, находящихся в каждый данный момент на рибосоме. Согласно представленной модели, цепь мРНК движется сквозь рибосому через шею малой субчастицы и выходит в зазор между центральным и левым боковыми выступами большой субчастицы».[3]
|
Да, прямо скажем, модель не отражает всей сложности процессов считывания информации и получения результата…
Если сравнить модель на рис. 6 и 7 хотя бы с её схематичным образом на рис.5., то вопросов больше чем ответов. Функциональные возможности рибосомы огромны, а их изучение только началось. И как всегда, только с одной стороны. С биологической.
Техническая сторона почти не изучена. Удивительно…
Нашей вычислительной технике до таких возможностей и размеров, какими обладает рибосома еще развиваться и развиваться.
|
|
Скачать 3.72 Mb.