Рибосомы и биосинтез белка

Содержание

Слайд 2

РАЗНООБРАЗИЕ И КОЛИЧЕСТВО БЕЛКОВ В КЛЕТКЕ В. В. Гринев. Цитология и

РАЗНООБРАЗИЕ И КОЛИЧЕСТВО БЕЛКОВ В КЛЕТКЕ

В. В. Гринев. Цитология и гистология.

Курс лекций, 2018/2019 учебный год.

Ensembl (выпуск 85): 94331
Gencode (выпуск 32): 100297
UniProtKB/Swiss-Prot (выпуск от 3 марта 2020 года): 74811

Разнообразие белков в клетках человека:

Количество белков в клетках различных организмов:

Слайд 3

РАЗНООБРАЗИЕ И КОЛИЧЕСТВО БЕЛКОВ В КЛЕТКЕ В. В. Гринев. Цитология и

РАЗНООБРАЗИЕ И КОЛИЧЕСТВО БЕЛКОВ В КЛЕТКЕ

В. В. Гринев. Цитология и гистология.

Курс лекций, 2018/2019 учебный год.

Скорость распада белков у разных эукариот

Количество белков

Количество белков

Время полураспада, часы

Время полураспада, часы

Saccharomyces cerevisiae

Homo sapiens

Слайд 4

СТРУКТУРА МОЛЕКУЛ мРНК 5’- -3’ 5’UTR ORF 3’UTR AUG UAG 5’-кэп

СТРУКТУРА МОЛЕКУЛ мРНК

5’-

-3’

5’UTR

ORF

3’UTR

AUG

UAG

5’-кэп

поли-А

мРНК

белок

H2N-

-COOH

UTR – нетранслируемый регион (от англ. untranslated region)
ORF – открытая рамка

считывания (от англ. open reading frame)
AUG – стартовый кодон трансляции
UAG – один из стоп-кодонов трансляции (наравне со стоп-кодонами UAA и UGA)

Met

В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций, 2018/2019 учебный год.

Слайд 5

КОЭФФИЦИЕНТ СЕДИМЕНТАЦИИ Седиментация наноразмерных биологических частиц В. В. Гринев. Цитология и

КОЭФФИЦИЕНТ СЕДИМЕНТАЦИИ

Седиментация наноразмерных биологических частиц

В. В. Гринев. Цитология и гистология.

Курс лекций, 2018/2019 учебный год.

Седимента́ция (осаждение) – оседание частиц дисперсной фазы в жидкости или газе под действием гравитационного поля или центробежных сил. Скорость седиментации зависит от массы, размера, формы и плотности вещества частицы, вязкости и плотности среды, а также от ускорения, силы тяжести и действующих на частицы центробежных сил.
Све́дберг – внесистемная единица измерения коэффициента седиментации, который определяется как отношение скорости осаждения частиц, взвешенных в воде, к центробежному ускорению в центрифугах и ультрацентрифугах.
Сведберг имеет размерность времени и численно равен 10−13 с. Традиционно используется в седиментационном анализе при измерении коэффициента седиментации наноразмерных частиц (1-100 нм) вирусов, органелл клеток, макромолекул белков, полимеров, нуклеиновых кислот. Принятое международное сокращённое обозначение этой единицы – S, русское – Св.

Слайд 6

РИБОСОМЫ Схема строения прокариотических и эукариотических рибосом 70S 80S MW 2,5

РИБОСОМЫ

Схема строения прокариотических и эукариотических рибосом

70S

80S

MW 2,5 МДа

MW 4,2 МДа

50S

30S

60S

40S

MW 1,6

МДа

MW 0,9 МДа

MW 2,8 МДа

MW 1,4 МДа

5S рРНК

18S рРНК

5,8S рРНК

28S рРНК

5S рРНК

16S рРНК

23S рРНК

120 н.

2900 н.

1540 н.

120 н.

4700 н.

160 н.

1900 н.

Прокариотические рибосомы

Эукариотические рибосомы

В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций, 2018/2019 учебный год.

Рибосомы прокариот:
средний диаметр – 25 нм
средняя масса – 2,5 мДа
Рибосомы эукариот:
средний диаметр – 30 нм
средняя масса – 4 мДа

Слайд 7

СИНТЕЗ БЕЛКА (ТРАНСЛЯЦИЯ) Стадии инициации В. В. Гринев. Цитология и гистология.

СИНТЕЗ БЕЛКА (ТРАНСЛЯЦИЯ)

Стадии инициации

В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций,

2018/2019 учебный год.

Факторы инициации у прокариот:
pIF-1, pIF-2, pIF-3
Факторы инициации у архей:
aIF1, aIF2, aIF5, aIF6
Факторы инициации у эукариот:
eIF2, eIF3, eIF1, eIF1A, eIF4E, eIF4A, eIF4G, eIF4F, eIF4B, eIF4H, eIF5, eIF5B, eIF2B, DHX29, Ded1, eIF6, p97, PABP

Модель канонического пути инициации трансляции у эукариот
(источник: Jackson R. J., Hellen C. U., Pestova T. V. The mechanism of eukaryotic translation initiation and principles of its regulation. // Nature Reviews. Molecular Cell Biology 2010 Feb;11(2):113-27)

Слайд 8

СИНТЕЗ БЕЛКА (ТРАНСЛЯЦИЯ) Формирование активных сайтов рибосомы В. В. Гринев. Цитология

СИНТЕЗ БЕЛКА (ТРАНСЛЯЦИЯ)

Формирование активных сайтов рибосомы

В. В. Гринев. Цитология и гистология.

Курс лекций, 2018/2019 учебный год.

E-центр

P-центр

A-центр

Центр
связывания
мРНК

60S

60S

40S

40S

Синтезируемый
белок

Слайд 9

СИНТЕЗ БЕЛКА (ТРАНСЛЯЦИЯ) Стадии элонгации 1 2 3 4 5 6

СИНТЕЗ БЕЛКА (ТРАНСЛЯЦИЯ)

Стадии элонгации

1

2

3

4

5

6

Этап 1:
связывание

Этап 2:
транспептидация

Этап 3:
транслокация

Обозначения:
1 – растущая полипептидная цепь
2

– новая аминоацил-тРНК
3 – уходящая тРНК
4 – Е-центр
5 – Р-центр
6 – А-центр

В. В. Гринев. Цитология и гистология. Курс лекций, 2018/2019 учебный год.

Факторы элонгации у прокариот:
EF-Tu, EF-Ts, EF-G
Факторы элонгации у архей:
aEF-1, aEF-2
Факторы элонгации у эукариот:
eEF-1, eEF2

Скорость трансляции:
у прокариот – до 10-21 аминокислот в секунду;
у эукариот – до 3-10 (5,6 в среднем) аминокислот в секунду.