Зв’язування і утримання на рибосомі мрнк

(мРНК-зв´язуючий центр)

Рибосома має спорідненість до матричної РНК, причому з рибосомою зв’язуються тільки певні сайти на молекулі мРНК. Рибосома з факторами трансляції здатна розплітати матричний полінуклеотид з втратою ним вторинної і третинної структури. В транслюючій рибосомі кодон-антикодонова взаємодія з тРНК полегшує утримання мРНК. При розплітанні мРНК стає досить чутливою до дії нуклеаз, і саме рибосома захищає мРНК від дії зовнішніх нуклеаз (40-60 н.з. в районі 5'-кінця).

Де і яким чином з’єднується мРНК з рибосомою? Виявляється, що мРНК з’єднується тільки з малою субодиницею (30S або 40S). В зв’язуванні бере участь ряд білків –основні з них S 1, 3, 5, 7 і т.д. Насьогодні особливо наголошується на участі білка S1 в процесі утворення декодуючого центра на рибосомі. Крім цього було встановлено, що мРНК має ряд центрів зв’язування на 30S субодиниці. Було встановлено, що ланцюг мРНК зв’язується і проходить по 30S субодиниці між її долями, або між доменами її РНК (16S рРНК). Ви пам'ятаєте, що мала субодиниця складається з головки і тіла, які розділені глибокою борозною. Це район борозни = шиї і є тим самим місцем, в якому розміщується центр зв'язування мРНК, і через яке ланцюг мРНК протягається в процесі трансляції. Саме в цьому районі знаходиться 3¢-кінець 16S рРНК, а також наведені білки S3 і S5 і S1 та S7, який розміщується поблизу головки в районі шиї.

Насьогодні виділяють 5 груп нуклеотидних послідовностей або індивідуальних нуклеотидів в 16S рРНК, які є маркерами утворення декодую чого сайту на рибосомі-

1) Поліпіримідинова послідовність на 3'-кінці 16S рРНК –анти-Шайна-Дальгарно, яка є комплементарною поліпуриновій послідовності на 5'-кінці мРНК (послідовність Шайна –

Дальгарно = SD).

2) Три нуклеотиди G1529, A665, A1360, що взаємодіють з мРНК в районі спейсора між ініціаторним кодоном і послідовністю Шайна –Дальгарно. А665, який розміщується в районі зв’язування S15, взаємодіє з вищевказаною спейсерною ділянкою тільки на перших стадіях ініціації, і цей контакт зникає після постановки ініціаторної тРНК в Р-сайт рибосоми, в той час, як А1360 вступає в контакт тільки після того, як Р-сайт буде вже зайнятим. А1360 локалізується в районі зв’язування S7.

3) В районі розташування С1400 в 16S рРНК знаходиться та її частина, яка взаємодіє з кодон-антикодоновою подвійною спіраллю в Р-сайті рибосоми. Таким чином це визначається як Р- сайтова частина декодуючого центру мРНК-звязуючої ділянки.

4) А-сайтова частина декодуючого центру мРНК- зв′язуючої ділянки пов’язана з С1402 і U1052, які є високо консервативними. Взаємодія відбувається лише за умови, що Р-сайт зайнятий, а А-сайт ще вільний. Після надходження аміноацильованої тРНК до А-сайту цей зв'язок зникає. Отже роль декодуючого центру в параметрах 16S рРНК, як Р-, так і А-сайтової частини належать малому 3'-термінальному домену 16S рРНК.

5) Взаємодія з позиціями +8-+12 в мРНК- нижче кодон-антикодонового дуплексу. А1196 та район, окреслений А 510- G540, до складу якого входить G530 (так звана петля 530). Ця петля має унікальну просторову структуру і будь-які зміни в ній призводять до значного зниження швидкості трансляції, а G530 бере участь у структуруванні А-сайту рибосоми.

 

 

 

 

 

Асоціація мРНК з рибосомою повинна бути така, щоб мРНК легко переміщалася по рибосомі для того, щоб її можна було б повністю прочитати. При цьому матрична активність мРНК є високо варіабельною.

Дуже активними (сильними) матрицями є фагові і вірусні мРНК, а також клітинні мРНК для мажорних білків, таких як глобіни. Навпаки, матриці для білків, які присутні в клітині в малій кількості, як правило, дуже слабкі. Вибірковий влив на активність мРНК в процесі трансляції мають специфічні регуляторні білки або спеціальні регуляторні мРНК. Свою дію вони виявляють при зв”язуванні зі спеціальними послідовностями або структурами мРНК, які отримали назву регуляторних елементів.В більшості випадків вони розташовані в 5”-нетранслюючій області поблизу ініціаторного кодону. Часто це можуть бути спеціальні білки, або білки, що виконують ці функції за сумісництвом.