Трансляция

(от лат. Translatio-передача), программируемый генами процесс синтеза белка. Посредством Т. Осуществляется реализация генетич. Информации нуклеиновых к-т (см. Генетический код). По совр. Представлениям, исходный ген в виде ДНК непосредственно транслироваться не может. Для Т. Он должен быть сперва транскрибирован-переписан (см. Транскрипция )-в форме молекул матричных рибонуклеиновых кислот (мРНК) и именно последняя связывается с рибосомой и транслируется. В ходе Т. Последовательность нуклеотидов мРНК определяет последовательность остатков аминокислот в синтезируемом полипептиде. Происходит как бы перевод с языка нуклеотидной последовательности гена на язык аминокислотной последовательности белка. Считается, что аминокислотная последовательность синтезируемого на рибосоме полипептида однозначно задает пространственную структуру белка через процесс сворачивания (фолдинга), идущего одновременно с Т.

(котрансляционное сворачивание) или по ее завершении (посттрансляционное сворачивание). Кроме того, в формировании конечной структуры функцион. Белка могут принимать участие процессы ко- и посттрансляционных модификаций (см. Модификация белков). Т. Каждой молекулы мРНК рибосомой разделяется на три четкие последоват. Стадии-инициацию, элонгацию полипептида (собственно Т.) и терминацию (см. Рис. В ст. Рибосома). Цепь мРНК транслируется (считывается) по направлению от 5'-конца к 3'-концу (см. Нуклеиновые кислоты). Полипептид элонгируется (растет) от N-конца к С-концу. Т. Начинается со строго фиксир. Точки в цепи мРНК (а отнюдь не с начала самой цепи РНК). Точный выбор рибосомой стартовой точки определяет не только первую (N-концевую) аминокислоту в синтезируемом полипептиде, но и всю последующую разбивку нуклеотидной последовательности мРНК на триплеты (кодоны), т.

Е. Правильную фазу (рамку) считывания, и, соотв., правильный набор остатков аминокислот в синтезируемом полипептиде. Для этого существует спец. Механизм инициации Т., в к-ром принимают участие. Инициаторный кодон и предшествующая ему последовательность мРНК, малая субчастица рибосомы, инициаторная метионил-тРНК [N-формилметионил-тРНКр у прокариот (бактерии и синезеленые водоросли) и метионил-тРНКр у эукариот (все остальные организмы). ТРНК-сокр. Обозначение транспортных рибонуклеиновых кислот], набор белковых факторов инициации (IF-1, IF-2 и IF-3 у прокариот и около десятка факторов-от eIF-1 до eIF-4F и eIF-5-y эукариот) и гуанозинтрифосфат (ГТФ), а также АТФ у эукариот. Перед инициацией рибосома должна диссоциировать на составляющие ее субчастицы-малую (30S у прокариот и 40S у эукариот) и большую (50S у прокариот и 60S у эукариот).

70S . 30S. + 50S 80S . 40S;+60S Своб. Малая субчастица связывает на себе часть факторов инициации (кстати, способствующих вышеуказанной диссоциации). При участии фактора инициации IF-2 или eIF-2 и ГТФ в комплекс с малой субчастицей входит инициаторная (формил)метионил-тРНКр (F в нижнем индексе обозначает, что данная тРНК является инициаторной). У прокариот малая субчастица рибосомы имеет сродство к короткой полипуриновой (см. Пуриновые основания) последовательности мРНК (напр., GAGG. G и А-соотв. Остатки гуанозина и аденозина), находящейся за неск. Нуклеотидов перед инициаторным кодовом AUG (реже GUG. U-остаток уридина), так что рибосомная 30S частица фиксирует эту предынициаторную последовательность (наз. Также последовательностью Шайна-Дальгарно), а антико-дон инициаторной тРНК взаимод.

С инициаторным кодо-ном. У эукариот рибосомная 40S частица, несущая ряд факторов инициации и метионил-тРНКр, связывается преимущественно с 5'-концом цепи мРНК (как правило, кэпирован-ным), а затем скользит по цепи в направлении к 3'-концу без Т., потребляя АТФ, пока не натолкнется на триплет AUG, спаривающийся с антикодоном тРНКр и служащий инициаторным кодовом. Т. Обр., в обоих случаях устанавливается стартовая точка Т. (точка отсчета триплетов). Далее фиксированная на ини-циаторном кодоне малая рибосомная субчастица присоединяет к себе большую рибосомную субчастицу. Это событие сопровождается гидролизом ГТФ на факторе инициации IF-2 или eIF-2, уходом этого фактора и гуанозиндифосфата (ГДФ) с рибосомной частицы.

Теперь на ишщиаторном кодоне находится полная (70S или 80S) рибосома, готовая воспринять аминоацил-тРНК (Аа-тРНК), соответствующую следующим нуклеотидным триплетам мРНК (рис. 1). Элонгационный цикл начинается с поступления в рибосому Аа-тРНК при наличии там инициаторной (формил)ме-тионил-тРНКр (сразу после вышеописанной инициации) или пептидил-тРНК (если рассматривать любой промежут. Шаг стадии элонгации) (рис. 2). Предварительно вне рибосомы Аа-тРНК взаимод. Со спец. Белком, наз. Фактором элонгации Tu (EF-Tu) у прокариот или eEF-1 у эукариот. Для взаимод. Необходимо участие в этом комплексе молекулы ГТФ. Аа-тРНК + EF-Tu(eEF-l) + ГТФ . Аа-тРНК.