СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА
генетика, строение клетки

Новости

Природа РНК-посредника

Функционирует ли каждая молекула РНК-посредника при биосинтезе белка только один или много раз? Получить ответ на этот вопрос оказалось довольно сложно, поскольку большая часть поли-У в эксперименте разрушается еще до того, как начинает действовать в качестве посредника. Тем не менее нам удалось установить, что для включения в белок одной молекулы фенилаланина требуется в среднем всего 1,5 остатка урацила, входящего в поли-У. По данным Д. Спайрайдса и Ф. Липмана, для включения одной молекулы этой аминокислоты требуется лишь 0,75 остатка У. Если кодирование осуществляется триплетами, то понадобилось бы 3 У при условии, что посредник функционирует только один раз. Очевидно, каждая молекула поли-У участвует в синтезе более чем одной молекулы полифенилаланина. Сходные результаты были получены и на интактных клетках. С. Левинталь и его сотрудники подавляли синтез РНК-посредника в живых бактериях с помощью антибиотика актиномицина. Они обнаружили, что каждая молекула РНК-посредника, которая находиласьв клетке к моменту прекращения синтеза посредника, участвовала в образовании 10—20 молекул белка.

Мы пришли к выводу, что на активность РНК-посредника, помимо последовательности оснований, оказывают большое влияние еще два фактора: длина цепи РНК и ее общая структура. Молекулы поли-У, содержащие более 100 У, гораздо активнее молекул, состоящих, например, менее чем из 50 У. Р. Мартин и Б. Эймс выяснили, что оптимальными для биосинтеза белка являются цепи поли-У, содержащие от 450 до 700 У.

Мы пока еще мало знаем о зависимости функции РНК от ее структуры. В отличие от молекул ДНК молекулы РНК, как правило, состоят из одной цепи. И все же нередко часть молекулы РНК образует петлю, причем обечасти молекулы соединяются водородными связями. Степень подобного внутреннего спаривания зависит от последовательности оснований в молекуле. Поли-У, находясь в растворе, обычно почти не обладает вторичной структурой и представляет собой одинарную цепь с очень немногими — если они вообще имеются — петлями или узлами. Остальные типы молекул РНК характеризуются наличием вторичной структуры (рис. 8).

Мы установили, что подобная вторичная структура препятствует активности РНК-посредника. Если смешать растворы поли-У и поли-А, то образуются двухцепочечные (У—А) и трехцепочечные (У—А—У) спирали, полностью лишенные активности в синтезе полифенилаланина. На основании работы, проведенной совместно с М. Синджером, мы выяснили, что поли-УГ, обладающий в высокой степени упорядоченной вторичной структурой (по-видимому, благодаря водородным связям между остатками гуанина), неспособен кодировать аминокислоты.

Возможно, что в естественной РНК-посреднике на некотором расстоянии друг от друга расположены — подобно узелкам на веревке — короткие участки, характеризующиеся вторичной структурой. Эти участки могут обозначать начало или конец молекулы белка. Согласно противоположным гипотезам, начало и конец белковой цепи обозначаются определенной последовательностью оснований в генетической информации. Во всяком случае, не исключено, что вторичная структура, присущая различным видам РНК, оказывает большое влияние на их биологическую функцию.



Рис. 8. Структура РНК может быть весьма разнообразной. РНК-переносчики (вверху) представляют собой, по-видимому, довольно короткую двойную спираль (вероятно, менее совершенную, чем изображенная здесь), замкнутую на одном конце. Некоторые молекулы РНК состоят из чередующихся спирально закрученных и развернутых участков(внизу).
Разработка web-studio, ©-2012.
при использовании материалов с сайта гиперссылка на источник обязательна.
Яндекс.Метрика