РНК-синтетазами. В-третьих, выяснена роль самих адапторных РНК в процессе трансляции.

Дальнейшие исследования были направлены на поиск других компонентов белоксинтезирующей системы.

Белоксинтезирующая система включает набор всех 20 аминокислот, входящих в состав белковых молекул; минимум 20 разных тРНК, обладающих специфичностью к определенному ферменту и определенной аминокислоте; набор минимум 20 различных ферментов —аминоацил-тРНК-синтетаз, также обладающих двойной специфичностью к какой-либо определенной аминокислоте и к одной тРНК; рибосомы (точнее, полисомы, состоящие из 4—12 монорибосом с присоединенной к ним мРНК); АТФ и АТФ-генерирующую систему ферментов; ГТФ, принимающий специфическое участие в стадиях инициации и элонгации синтеза белка в рибосомах; ионы Mg2+ в концентрации 0,005—0,008 М; мРНК в качестве главного компонента системы, несущей информацию о структуре белка, синтезирующегося в рибосоме; наконец, белковые факторы, участвующие в синтезе на разных уровнях трансляции. Основные компоненты белоксинтезирующей системы про- и эукариотов в разные стадии синтеза белка обобщены в табл. 14.1.

Рассмотрим более подробно структуру и функцию главных компонентов белоксинтезирующей системы.

Рибосомы

Как известно, живые организмы в зависимости от структуры клеток делятся на две группы—прокариоты и эукариоты. Первые не содержат ограниченного мембраной ядра и митохондрий или хлоропластов; они представлены главным образом микроорганизмами. Клетки эукариот животных и растений, включая грибы, напротив, содержат ядра с мембранами, а также митохондрии (в ряде случаев и хлоропласты) и другие субклеточные органеллы.

Оба типа клеток имеют рибосомы, причем рибосомы эукариот (мол. масса 4,2* 10й) значительно большего размера (23 нм в диаметре), чем рибосомы прокариот (мол. масса 2,5 * 10б, 8 нм в диаметре). Обычно

рибосомы характеризуют по скорости их седиментации в центрифужном поле, которая количественно выражается константой седиментации s в единицах Сведберга S (см. главу 1). Величина s зависит не только от размера частиц, но и от формы и плотности, так что она непропорциональна размеру. Число рибосом в микробной клетке равно примерно 104, а эукариот —около 105.

Химически рибосомы представляют собой нуклеопротеины, состоящие из РНК и белков, причем 80S рибосомы эукариот содержат примерно

(1,01 ММ

0,01ММ

Мм1"

А.

О

ЗЕВ

о

408

5S PI '1 IK (120НУ»Л ) '

23S РРНК (3200 НУКЛ.)'

34 БОН.И _ 1БК рРНК

(НИОИУКЛ.) 21 белек

5S pPI IK (120 нукл.)

5.8S рРНК (160 нукл.)""*"

28S PPI IK _

(4700 НУКЛ.)

_ 18S РРНК (1900НУКЛ.)

~33 белка

~ 49 БЕЛКОВ -»

Рис 142. Компоненты рибосом прокариот и эукариот (схема).

равное их кол i тесню, я у 70S рибосом прокариот соотноп iei11ie РНК 11 белка составляет 65% п 35% соответственно (рис. 14.2). РНК рибосом принято называть рибосом!n>iMIi п обозначать рРНК. Как 80S, так п 70S рибосомы

состоят из двух субчастиц, которые можно увидеть под электронным микроскопом или после обработки рибосом растворами, шдержащими низкие концентрации ионов Mg2+. При этих условиях рибосомы дис-сежгижрутот на субчастицы; поетедтпте могут быть отделетш друг от друга методом ультрацентрифугарова и пя. Одна из субчастиц но размерам в 2 раза'превышает вторую. Так, у 70S рибосом величины s для субчастиц равны 50S и 30S, у 80S рибосом ^соответственно 60S и 40S (см. рис. 14.2). Укажем также, что у Е. coli большая и малая субчастицы содержат 34 белка и 21 белок соответственно и, кроме того, 2 молекулы рРНК с коэффициентами сегментации 23S и 5S в большой и одну молекулу рРНК (16S) в малой субчаетпце. Рпбоеомпые белки не только все выделены, но И секвеппровапы; отличаются большим разнообразием молекулярном массы (от 6000 до 75000). ('читается, что все 55 бактериальных pii босом ных белков участвуют в синтезе полипептидов в качестве ферментов или структурных компонентов, но, за исключением небольшого числа, детальная функция большинства из них не выяснена. РНК 23S и 5S содержат 3200 тт 120 ттуютсотттдоп соответственно, a ]6S РНК 1540 ттуклеотттдов. (Чбчастпцы рибосом клеток эукариот построены более сложно. В их составе четыре разные рРНК и более 70 разных белков в обеих еубчаетпцах, при этом большая субчаешца (60S) содержит три разного размера рРНК: 28S (4700 нуклеотидов), 5,88 (160 нуклеотидов) и 5S (120 нуклеотидов)—и около 49 белков. Малая субчастица (40S) содержит всего одну молекулу 18S рРНК и около 33 белков. Укажем также, что биологические функции компонентов >укариотических рибосом также связаны, вероятнее всею, с синтезом пол и пептидной цепи, но их конкретная роль недостаточно раскрыта.

Рибосомы представляют собой сложную молекулярную «машину» («фабрику») синтеза белка. Для выяснения тонких механизмов синтеза белка в рибосомах необходимы более точные сведения о структуре и функциях всех компонентов рибосом. В последнее время получены данные, свидетельствующие о вероятной пространственной трехмерной структуре как целых рибосом, так и их субчастиц. В частности,