Синтез полипептидной цепи на рибосоме

В ходе синтеза белка прочтение информации мРНК идет от 5’- к 3’- концу, обеспечивая синтез пептида от N- к C- концу. Каждая мРНК кодирует строение только одной полипептидной цепи.

Этапы трансляции:

· Инициация – образование комплекса рибосомы и инициирующей метиониновой тРНК. В этом процессе участвуют 10 факторов инициации (eIF). Первоначально 40s субъединица соединяется с фактором инициации, который препятствует связыванию ее с другой субъединицей, но стимулирует связывание с тройным комплексом - инициирующей метиониновой тРНК, eIF2, ГТФ. Этот комплекс связывается с 5’ концом мРНК. Один из eIF присоединяется к кэпу на молекуле мРНК. Прикрепившись к мРНК, 40s субъединица скользит по некодирующей части мРНК до тех пор, пока не достигнет инициирующего кодона AUG. Скольжение сопровождается гидролизом АТФ, энергия которого затрачивается на преодоление участков спирализации в нетранслируемой части мРНК. Достигнув начала кодирующей последовательности, субъединица 40s связывается c субъединицей 60S за счет гидролиза ГТФ. При этом формируются А и Р центры рибосомы, в Р-центре оказывается AUG кодон с присоединенной к нему инициирующей метиониновой тРНК, а в А-центре – триплет, кодирующий включение первой аминокислоты синтезируемого белка;

· Элонгация – рибосома с помощьюаа-тРНК последовательно читает мРНК в виде триплетов нуклеотидов, наращивая полипептидную цепочку за счет последовательного присоединения аминокислот. Включение каждой аминокислоты происходит в 3 стадии: 1. аа-тРНК каждой входящей в белок аминокислоты связывается с А-центром рибосомы: аа-тРНК взаимодействует с рибосомой в виде тройного коплекса, состоящего из фактора элонгации 1, аа-тРНК, ГТФ;

2. Пептид от пептидил-тРНК, находящейся в Р-центре, присоединяется к α -NH₂группе аминоацильного остатка аа-тРНК А-центра с образованием новой пептидной связи – реакция транспептидации. В ходе этой реакции остаток метионина инициирующей метиониновой тРНК связывается с α -аминогруппой аминокислоты, расположенной в А-центре;

3. Удлиненная на один аминокислотный остаток пептидил-тРНК перемещается из А-центра в Р-центр в результате транслокации рибосомы. К рибосоме присоединяется фактор элонгации 2 и за счет энергии ГТФ продвигает рибосому по мРНК на один кодон к 3’-концу. В результате дипептидил-тРНК перемещается из А-центра в Р-центр. Свободная от метионина инициирующая тРНК покидает рибосому, а в область центра попадает следующий кодон.

· Терминация – происходит, когда в А-центр рибосомы попадает один из стоп-кодонов: UAG, UAA или UGA. В этом случае вместо тРНК к рибосоме присоединяются 2 RF – фактора, или фактора терминации. Один из них с помощью пептидилтрансферазного центра катализирует каталитическое отщепление синтезированного пептида от тРНК. Другой за счет энергии гидролиза ГТФ вызывает диссоциацию рибосомы на субъединицы.

Посттрансляционные модификации полипептидной цепи:

· Частичный протеолиз -Удаление части полипептидно цепи, обуславливающее переход белка в активную форму;

· Ковалентные модификации – присоединение различных групп (фосфатных, ацильных, метильных, олигосахаридных и др.)

· Фолдинг полипептидных цепей – формирование ункальной третичной или четвертичной структуры.