BIOSYNTEZA BIAŁKA

medications-257344_960_720

Pierwszym etapem na drodze biosyntezy białka jest aktywacja aminokwasów. Reakcja ta jest katalizowana przez syntetazą aminoacyloadenylanową przy udziale ATP. Powstający aminoacyloadenylan łączy się z kwasem rybonukleinowym rozpuszczalnym- (sRNA – od soluble-RNA), zwanym też przenośnikowym (tRNA – od transfer-RNA). Podstawowym warunkiem działania syntetazy aminoacyloadenylanowej jest jej wysoka swoistość – powinowactwo tego enzymu do właściwego sobie aminokwasu, np. izoleucyny, jest 100 razy większe niż do pokrewnej jej waliny, co zapobiega włączeniu waliny nawet przy znacznym zwiększeniu jej stężenia w komórce.
Pierwszorzędowa struktura tRNA została ustalona w 1965 roku przez Holleya dla tRNA alaninowego z drożdży (tRNA Ala S. cerevisiae), podając jednocześnie prawdopodobny wzór jego II-rzędowej struktury. Wzór ten okazał się adekwatny dla wszystkich tRNA (każdy aminokwas posiada tylko dla siebie swoisty tRNA) i otrzymał nazwę „modelu liścia koniczyny” (ryc. 6). Jak z tego schematu wynika, w obrębie struktury tRNA rozróżniamy następujące ramiona: akceptorowe, łączące się ze zaktywowanym aminokwasem, zakończone pojedynczymi nukleotydami CC A antykodonowe, którego centralne nukleotydy pełnią funkcję antykodonu – w tym ramieniu występują stosunkowo często nietypowe zasady inzozyna (I) lub pseudourydyna (1i) ramię pseudourydylowe, biorące swą nazwę od obowiązkowej w nim obecności pseudourydyny oraz ramię dwuhydrourydylowe, którego charakterystyczną cechą jest występowanie „rzadkich” zasad, głównie metylowanych oraz dwuhydrourydyny. Poza tym niektóre tRNA posiadają jeszcze dodatkowe ramię Maksymalna wielkość cząsteczki tRNA nie przekracza 92 nukleotydow.

Nowsze badania wykazały, że rola podjednostki 30 S rybosomu polega na wyszukaniu kodu inicjującego, po czym następuje połączenie z pod- jednostką 50 S, co umożliwia dalszą syntezę łańcucha polipeptydowego na długość. W procesie zapoczątkowania i zakończenia syntezy łańcucha polipeptydowego bierze udział szereg czynników, z których kilka już zostało zidentyfikowanych. Spośród tych czynników najbardziej znane są czynniki sigma i rho Czynnik sigma jest odpowiedzialny za start aktywności pohmerazy RNA w ten sposób, że wyszukuje on odpowiednie miejsca startowe na matrycy DNA. Polimeraza RNA pozbawiona czynnika igma traci zdolność wyszukania specyficznego miejsca na matrycy ‚ skutek czego transkrypcji ulegają obydwa łańcuchy DNA zamiast jednego. Po dodaniu czynnika sigma specyficzność i asymetria transkrypcji pojawiają się na nowo. Z kolei czynnik rho wpływa na zakończenie kopiowania DNA na mRNA w ten sposób, że czynnik ten po wyszukaniu odpowiedniego kodonu zakończającego, łącząc się z polimerazą RNA, powoduje jej unieczynnienie i tym samym zakończenie syntezy mRNA. Zahamowanie czynnika rho powoduje niepohamowaną syntezę RNA.

Po wykryciu czynników sigma i rho rozpoczęto poszukiwania ich odpowiedników dla procesu translacji, działających na poziomie rybosomu. Wykazano istnienie swoistych czynników programujących rybosomy do rozpoznawania sekwencji zasad mRNA, inicjujących syntezę danego białka. Stąd np. w wyniku zakażenia komórek E. coli bakteriofagiem rybosomy mogą uleć zmianie, wskutek czego nie rozpoznają one własnego mRNA, natomiast rozpoznają RNA faga. Liczba czynników warunkujących rozpoczęcie, przebieg i zakończenie translacji jest prawdopodobnie dość duża. Dotychczas np. w stosunku do syntezy kompletnych łańcuchów alfa i beta hemoglobiny wykazano obecność czynników Mj, M2 i M3, przy czym czynniki występujące u bakterii i ssaków są prawdopodobnie różne.

Powiązane wpisy