May 16th, 2017

Функции аминоацил-тРНК-синтетаз в системе трансляции генетического кода

В продолжение обсуждения трансляционной архитектуры живых организмов (начало здесь).

Аминоацил-тРНК-синтетазы (АРСазы) - особые ферменты, ответственные за интерпретацию триплетов нуклеотидов информационной РНК (мессенджер-РНК) в процессе трансляции и являющиеся химической реализацией протокола системы трансляции кода (компонент 2 трехкомпонентной архитектуры, см. здесь).



АРСазы отвечают за соответствие нуклеотидным триплетам генетического кода (антикодону тРНК) встраиваемых в белок аминокислот, и, таким образом, обеспечивают правильность происходящего в дальнейшем считывания генетической информации с информационной РНК при синтезе белков на рибосомах.

Обеспечение соответствия — не что иное, как интерпретация, которая осуществляется согласно правилам, называемым генетическим кодом.


Итак, система трансляции генетической информации включает:


  1. код (последовательность кодонов иРНК); последовательность кодонов информационной РНК произвольна с точки зрения химических взаимодействий, ответственных за формирование олигомера иРНК. Произвольность иллюстрируется отсутствием химической избирательности при полимеризации нуклеотидов: любой из четырех нуклеотидов способен полимеризовать любой другой в водяном растворе. Эта произвольность является необходимым условием для обеспечения способности биополимера РНК нести информацию.

  2. протокол трансляции, выполненный в виде АРСаз; нагруженные аминокислотами с помощью АРСаз транспортные РНК перемещаются к рибосомам, в которых происходит распознавание нужной в соответствии с очередным прочитанным кодоном иРНК аминокислоты; распознавание реализовано физико-химическим согласованием между кодонами иРНК и антикодонами тРНК; в этом состоит так называемый адаптерный эффект: в контакт кодон-антикодон войдет только та тРНК, которая нагружена соответствующей по генетическому коду аминокислотой.

  3. физический эффект (синтезируемый полипептид).


Функции АРСаз не ограничиваются трансляцией. АРСазы образуют комплексы, участвующие в регуляторных сетях эукариот. Подробности.

См. также раздел "Биосемиотика: основные понятия" в этом журнале.