одна ^лед^ла мРНК т^шнс^руется одновременно несколькими рибосомами.

Как только 5'-конец мРНК покидает рибосому, он может сразу же связаться с Другой рибосомой, инициируя трансляцию следующей пептидной цепи и т.д. Количество-рибосом, объединяемых в полирибосо-му, определяется длиной мРНК.

д. Синтез белка в эукариотических клетках

Между синтезом белка в бактериальной и эукариотической клетках много общего. В случае эукариот роль инициаторной тРНК играет специальная метионил-тРНК (Met-тРНКр). (Индекс указывает на то, что эта тРНК может быть формилирована ферментной системой бактерий. Однако в эукариотической клетке данная метионил-тРНК остается без формильной группы.) Так же как и у бактерий, включение метионина во внутренние положения белка осуществляется при помощи другой транспортной РНК (Met-тРНКм)- Для синтеза белка в эукариотических клетках необходимы по меньшей мере три фактора инициации: eIF-1—eIF-3 [109]. Существенное отличие от прокариотических систем состоит в том, что в эукариотической клетке сначала с рибосомой связывается инициаторная аминоацнл-тРНК и только после этого мРНК. Для распознавания eIF-З на 5'-конце мРНК в случае эукариот может требоваться наличие «колпачка», содержащего 7-метилгуанозин [109а]. В эукариотических клетках содержатся также факторы элонгации [ПО] EF-1 и EF-2 и лишь один фактор терминации, а не два, как у бактерий.

е. Спаривание кодона с антикодоном

Теперь мы вновь возвратимся к фундаментальной проблеме: как обеспечивается попадание нужной аминокислоты в нужный момент в рибосому в процессе синтеза полипептидной цепи. Этот процесс основан на правильном «узнавании» антикодоном тРНК комплементарного кодона в мРНК- Неожиданным явилось наличие инозина (I) в анти-кодонах тРНК дрожжей (но не в большинстве тРНК Е. coli). Неожиданным было также и то, что в одной клетке находится меньше 61 типа молекул тРНК (61 = 64—3 стоп-кодон). Основываясь на этих фактах, Крик сформулировал в 1966 г. так называемую wobble-гипотезу (гипотезу неоднозначного соответствия, или гипотезу «качаний») [111]. Согласно этой гипотезе, первые два основания на 5'-конце кодона (и на З'-конце антикодона) должны спариваться по тем же законам, что и основания в ДНК. Что же касается третьей пары оснований (З'-конец кодона и 5'-конец антикодона), то для нее стерические ограничения не столь жестки, т. е. в этом случае возможны некоторые отклонения от точной комплементарности. Крик предложил следующее «правило для спаривания третьего основания:

Основание в анти-кодоне

G С А U

I

Спаренное основание

в кодоне С или U G

U

А илн G С, А или U

Исходя из гипотезы, можно объяснить все наблюдаемые отклонения от образования классических пар оснований (AU, CG) в спирали Уотсона—Крика. Так, антикодон с G иа б'-коиие может гпйпипат^а

Н

/

с кодонами, оканчивающимися С или U. Антикодоны, оканчивающиеся: С или А, будут спариваться точно. Антикодоны, оканчивающиеся U, могут образовывать пары с кодонами, у которых в З'-положении находится А или G. Антикодоны с I в б'-положении могут узнавать кодоны

О

Н —N

. N

н

у

Л с—н

/

I

N\ / С—С

С N — Н

\ / N=C

\ НN

РИБОЭА

\

\

с/

N

\ С/ О

\ ? //

//

Цитозин

Инозин

Н

N.

Н

Ч

/

Н —N

\

с—С

"С

\

С

I N

N

N °

\ J С—С

/ \С N — Н

\ / N = C

\ Н

Инозин

с\ / C = N

Рибоза

о J Рибоза

//

. N

я

С

\

Рибоза'

\

N =

Инозин

.J L

Нодон

Антикодон

„ Неоднозначность " позволяет Зтому основанию образовывать водородные связи в нестандартных парах оснований

цитозином инозина с

С

И

РИС. 15-17. Спаривание инозина (спаривание по Уотсону — Крику) урацилом (неоднозначные пары) (Уотсои Дж. Мо лекулярная биология гена, М, Мир, 1978).

с любым из этих трех оснований в третьем положении. Сопоставляя все эти соображения с данными, приведенными в табл. 15-2, можно сразу понять, почему одной клетке может оказаться достаточно меньше 61 антико-дона. Одной и той же аминокислоте соответствует несколько кодонов, и часто природа основания, находящегося в З'-положении, не играет роли для значения кодона. Благодаря этому в природе существует определенная экономия, которая состоит в использовании не всех, а только части антико-донов. Крик показал, что с химической точки зрения его предположение возможно, если даже допустить, что пространственные соотношения между основаниями при «неоднозначном» спаривании отличаются от классического уотсон-криковского* спаривания. Это проиллюстрировано на рис. 15-17, где показано связывание инозина с С (обычная пара оснований по Уотсону — Крику),, а также с А и U. Термин wobble (качать, колебаться) не очень хорошо отражает сущность гипотезы, однако сама гипотеза позволила сделать ряд правильных предсказаний. Так, например, в соответствии с этой, гипотезой для распознавания шести кодонов серина достаточно всего лишь трех тРНК- И действительно, у Е. coli было обнаружено три тРНК для серина.

ж. Аминоацил-тРНК-синтетазы [1