Cтраница 4
Легко подсчитать число макроэргов, которые расходуются на образование одной полипептидной связи. При активации аминокислот АТФ гидролизуется до АМФ, что эквивалентно затрате двух макроэргов, а инициация трансляции требует один макроэрг ГТФ. В процессе элонгации затрачивается два макроэрга ГТФ: один на доставку аминоацил-т РНК в А-центр рибосомы, а второй - на процесс транслокации. И наконец, на терминацию требуется один макро-эрг ГТФ. [46]
Так, показано, что трансляция цистронов EF-TU и субъединиц РНК-полимеразы не подчиняется репрессорному действию белков S7, L10 и S4 ( рис. 118); по-видимому, инициаторные районы этих цистронов могут связывать свободные рибосомы, обеспечивая независимую инициацию трансляции. С другой стороны, известно, что в случае синтеза белков L10 и L7 / L12 продукция последнего ( L7 / L12) в четыре раза выше, чем продукция белка L10 ( в соответствии с их стехиометрией в рибосоме. Отсюда приходится допустить, что, как и в случае с S-цистроном MS2 РНК, инициация трансляции белка L7 / L12 невозможна, если нет трансляции предшествующего цистрона; трансляция цистрона белка L10 открывает ( делает доступным) инициаторный район цистрона белкаL7 / L12 для ассоциации со свободными рибосомами и, таким образом, для независимой инициации. [47]
Однако механизм регуляции полицистронной мРНК, кодирующей белки L10 и L7 / L12 ( 6-ая сверху на рис. 118), отличается, по-видимому, от предыдущих. Для этой мРНК прямыми экспериментами было показано, что белок L10, а еще лучше его комплекс с белком L7 / L12 ( пентамер-ный комплекс [ L7 / L12J4 - L10, см. раздел 4), специфически связывается с участком 5 -концевой лидирующей последовательности, отстоящим по крайней мере на несколько десятков нуклеотидных остатков от инициирующего кодона первого цистрона, и это связывание репрессирует трансляцию. Таким образом, белок L10 или его комплекс с белком L7 / L12 узнают структуру мРНК, удаленную от инициирующего кодона, но их взаимодействие, тем не менее блокирует инициацию трансляции. Оказалось, что инициацию блокируют также многие мутационные изменения нуклеотидов, а также делеции в этом удаленном участке лидирующей последовательности. Создается впечатление, что надлежащая вторичная и третичная структура данного участка лидирующей последовательности имеет позитивное значение для инициации трансляции этой мРНК и ее пертурбации, в том числе в результате присоединения белка L10 или его комплекса с белком L7 / L12, приводят к невозможности инициации трансляции. [48]
Завершение трансляции С-цистрона первыми рибосомами приводит к тому, что в системе появляются свободные молекулы белка оболочки. По мере трансляции этот белок накапливается и в будущем будет вовлечен в самосборку готовых вирусных частиц. Однако он оказался обладающим также и другой функцией: он имеет сильное специфическое сродство к определенному участку MS2 РНК между С - и S-цистронами, включающему инициирующий кодон S-цистрона. Соответственно, он присоединяется к этому участку и репрессирует инициацию трансляции S-цистрона. Вероятно, репрессия происходит вследствие стабилизации лабильной вторичной структуры, показанной на рис. 11, белком оболочки фага и получающейся отсюда недоступности инициирующего кодо-на S-цистрона. Следовательно, через сравнительно короткое время после того, как трансляция S-цистрона была разрешена трансляцией предшествующего цистрона, происходит репрессия инициации трансляции S-цистрона вследствие накопления белкового продукта трансляции предшествующего цистрона. В этих условиях рибосомы, уже начавшие трансляцию, продолжают ее и в конце концов заканчивают синтез соответствующего количества молекул субъединиц синтетазы. Ограниченного количества этого белка достаточно, чтобы образовать активные молекулы РНК-репликазы, которые начнут репликацию MS2 РНК. В то же время репрессия дальнейшего синтеза этого белка позволяет избежать ненужной суперпродукции фермента. [49]
Наиболее простой цикл репликации / транскрипции вирусной РНК - это когда с геномной РНК снимается комплементарная копия и эта копия, в свою очередь, служит матрицей для синтеза геномной РНК; роль мРНК в образовании всех необходимых для размножения вируса белков выполняет родительская РНК - Если отвлечься от частностей, то этот принцип реализуется у фага Qp и у вируса полиомиелита. Однако стратегии этих вирусов различаются в одном существенном отношении. Фаг Qp размножается в клетках прокариот, поэтому его () РНК может функционировать как истинная полицистронная мРНК - Хозяин вируса полиомиелита - эукариотная клетка. Соответственно на () РНК этого вируса имеется единственная точка инициации трансляции, и все зрелые вирус-специфические белки возникают в результате ограниченного протеолиза единого полипротеина-предшественника. Как и у ДНК-содержащих вирусов, у вирусов с РНК-геномом разные вирус-специфические белки требуются в разных количествах и в разное время, а образование всех этих белков из единого предшественника затрудняет количественную и временную регуляцию их производства. [50]