СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА
генетика, строение клетки

Новости

Суть проблемы генетического кодирования

Суть проблемы генетического кодирования сводилась к следующему: каким образом последовательность четырех различных оснований в ДНК способна определять последовательность 20 различных аминокислот в белке? Теперь мы уже знаем, что код триплетен: каждая аминокислота кодируется последовательностью трех оснований. Кроме того, оказалось, что ДНК не участвует непосредственно в биосинтезе белка. Вместо этого генетический код транскрибируется с длинной двух спиральной молекулы ДНК на более короткие одиночные цепи РНК, которые уносят информацию, необходимую для образования одной (а в ряде случаев — нескольких) цепочек какого-либо полипептида. Поскольку молекулы этой РНК несут генетический код к месту белкового синтеза, она называется информационной РНК, или РНК-посредником.

Каким же образом аминокислотные молекулы попадают туда, где протекает белковый синтез, и находят свое место в полипептидной цепи? Прежде всего они должны быть «активированы»; эту задачу выполняет богатое энергией соединение — аденозинтрифосфат (АТФ). Далее, они могут быть «узнаны» еще более мелкими молекулами РНК, состоящими всего из 70 субъединиц; это так называемая растворимая РНК, или РНК-переносчик. Для каждой аминокислоты существует своя РНК-переносчик. Аминокислота соединяется с РНК-пероносчиком с помощью специфического фермента. РНК-переносчик выступает затем в роли адаптора, помещал данную аминокислоту и соответствующее место полипептидной цепи, Которое определяется РНК-посредником, По видимому, окончательный выбор аминокислоты зависит от слабых химических связей между последовательностью оснований в РНК-посреднике и комплементарной последовательностью в РНК-переносчике. Благодаря этому механизму через посредство рибосомы информация, записанная в РНК-посреднике, переводится в полипептидную цепь.

Около полутора лот назад мои сотрудники и я были озадачены одним геометрическим аспектом этой системы. Задумайтесь на минуту над проблемой синтеза одной из полипептидных цепей гемоглобина, в которойсодержится около 150 аминокислотных субъединиц. Если каждая субъединица кодируется триплетом оснований, то РНК-посредник должна состоять из 450 оснований только для того, чтобы закодировать последовательность субъединиц в одной цепи. Чаще всего основания в молекуле РНК лежат друг на друге, несколько напоминая стопку монет. Так как толщина оснований равна 3,4 ангстрема, то цепь РНК-посредника для полипептидных цепей гемоглобина должна иметь в длину по крайней мере 1500 ангстремов. При других возможных конфигурациях длина молекулы РНК должна быть почти в два раза больше. Вместе с тем диаметр отдельной рибосомы составляет всего около 230 ангстремов; мы не могли поэтому понять, каким же образом при образовании полипептидной цепи длинная молекула РНК-посредника взаимодействует с такой маленькой частицей. Некоторые исследователи высказывали мысль, что цепь РНК может быть обернута вокруг рибосомы снаружи; однако трудно было представить себе, как же тогда осуществляется между ними тесный контакт. Еще труднее вообразить это для цепей РНК длиной в 20 000 ангстремов, найденной у многих вирусов. Альтернативное предположение, состоящее в том, что РНК-посредник может быть каким-то образом свернута внутри рибосомы, поднимало, казалось, еще более неразрешимые топологические вопросы.

Разработка web-studio, ©-2012.
при использовании материалов с сайта гиперссылка на источник обязательна.
Яндекс.Метрика