|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Выделение и исследование комплексов тмРНК с рибосомойдипломная работа (Специалист)
- Научные руководители: Шпанченко О.В., Донцова О.А.
- Автор: Бугаева Е.Ю.,
- Тип: Специалист
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2004
- Аннотация: Транспортно-матричная РНК (тмРНК) впервые была обнаружена в 1978 году в пост-рибосомном супернатанте, полученном из клеток Escherichia coli. Это уникальная молекула сочетает в себе активность как тРНК, так и мРНК. Ранние исследования, проведенные с использованием клеток E. сoli, показали, что делеция (∆ssrA) или повреждение гена тмРНК не летальны для клеток, но замедляют их рост в условиях физического (повышенная температура) или химического (углеродное голодание) стресса. Позднее так же и для Bacillus subtilis обнаружили, что активность тмРНК необходима для роста в условиях химического стресса (повышенная концентрация этанола или хлорида кадмия в среде). тмРНК необходима для регуляции жизнедеятельности некоторых фагов – фага Р22 и гибридного фага λ-immP22, бактериофагов Mu и λ. тмРНК участвует в регуляторных процессах, так в клетках с инактивированным геном ssrA репрессоры LacI и λ работают в примерно в 10 раз более эффективно, чем в клетках дикого типа. В клетках Salmonella enterica экспрессия гена тмРНК необходима для достижения полной вирулентности, а в клетках Caulobacter crescentus делеция гена тмРНК или гена, кодирующего белок SmpB, необходимый для активности тмРНК, нарушает клеточный цикл, задерживая G1-S переход. Выявлен ряд организмов - Mycoplasma genitallum, Mycoplasma pneumoniae, Synechococcus PCC6301, Neisseria onorrhoeae и Caulobacter crescentus, у которых делеция гена тмРНК приводит к летальному фенотипу. В 1996 году была установлено, что тмРНК – основной участник процесса транс-трансляции, т.е. переключения синтеза белка с мРНК на мРНК-подобную часть тмРНК. 1. Первым шагом транс-трансляции является аминоацилирование тмРНК и ее взаимодействие с белками EF-Tu и SmpB, которые способствуют дальнейшему взаимодействию тмРНК с рибосомой, а также повышают эффективность аминоацилирования. 2. Далее тмРНК в комплексе с белковыми факторами входит в А-участок рибосомы, остановившейся на мРНК, лишенной стоп-кодона. 3. Затем растущий пептид переносится на аланин, которым заряжена тмРНК, вошедшая в А-участок. Рибосома переключается на матричную часть тмРНК, а мРНК покидает рибосому. Ala-тРНКala связывается первым кодоном последовательности, кодирующей tag-пептид, происходит добавление 10 аминокислот к синтезируемому белку. Трансляция останавливается на стоп-кодоне, закодированном в тмРНК. 4. После терминации происходит диссоциация комплекса и протеолитическая деградация белка, содержащего tag-пептид на C-конце. Было проведено изучение процесса транс-трансляции методом сайт-направленного мутагенеза гена тмРНК. Нарушение элементов молекулы тмРНК, узнающих аланил-тРНК-синтетазу, приводит к накоплению тмРНК, не способной к аминоацилированию и, следовательно, к взаимодействию с рибосомой и последующему освобождению ее для участия в новых раундах трансляции. С другой стороны, мутации в последовательности, кодирующей tag-пептид, позволяют получить тагированные белки, которые не расщепляются протеазами и накапливаются в клетке. Оказалось, что в большинстве случаев освобождение арестованных рибосом важнее, чем удаление из клетки тагированного белка. Действительно, тмРНК выходит на сцену при остановках трансляции, вызванных различными причинами. При остановке рибосомы на «слабых» стоп-кодонах сначала происходит разрезание мРНК, а затем включение процесса транс-трансляции. Также рибосомы «арестованные» под воздействием некоторых антибиотиков – ингибиторов белкового синтеза, могут служить субстратом для тмРНК, хотя этом случае А-сайт рибосомы занят тРНК с «правильным» антикодоном. Недавно показано, что транс-трансляция способствует деградации поврежденной мРНК. Суммируя вышесказанное, можно предположить, что тмРНК осуществляет общий контроль за «качеством» трансляции – любая остановка трансляции воспринимается как потенциально опасное событие и вероятность включения процесса транс-трансляции, возможно, зависит от продолжительности остановки. В настоящий момент накоплен большой объем информации о процессе транс-трансляции: известна первичная и вторичная структура тмРНК, клеточные партнеры, кинетика аланилирования тмРНК, а также выделен преинициаторный комплекс тмРНК с рибосомой. Однако детальной информации о молекулярном механизме транс-трансляции и о механизме взаимодействия тмРНК с рибосомой не существует. Данная работа посвящена выделению и исследованию двух комплексов тмРНК с рибосомой Escherichia coli, в которых транс-трансляция остановлена на разных этапах.
- Добавил в систему: Шпанченко Ольга Валерьевна