Исследование молекулярных механизмов и регуляции биосинтеза белка у растений Искаков, Булат Кудайбергенович

Краткое описание

Искаков,БулатКудайбергенович.Исследованиемолекулярныхмеханизмовирегуляциибиосинтезабелкаурастений: диссертация ... доктора биологических наук в форме науч. докл. : 03.00.03. - Алматы, 1997. - 55 с.; 20х15 см.больше
Цитаты из текста:

стр. 4
свидетельствуют, чтомолекулярныемеханизмыирегуляциябиосинтезабелкаурастенийтребуют самостоятельного детального изучения. Знание этихмеханизмовпозволж направленно создаватьрастенияс качественно новыми хозяйственно-ценными признаками, открывает возможность для борьбы с вирусными заболеваниями. Цель и задачиисследования. Настоящая работа посвящена изучениюмолекулярныхмеханизмови регулящиибиосинтеза...

стр. 5
широкое и систематическоеисследованиемолекулярныхмеханизмоврегуладиибиосинтезабелкаурастенийв сравнении с таковыми у животных. Установлено, что

Оглавление диссертациидоктор биологических наук в форме науч. докл. Искаков, Булат Кудайбергенович
Актуальность проблемы. Изучение механизмов и регуляции биоситеза белка - одна из главных задач молекулярной биологии. Контроль экспрессии генов на уровне трансляции матричных (м)РНК у прокариот известен уже на протяжении многих лет и лишь относительно недавно был надежно продемонстрирован на молекулярном уровне для эукариотических организмов. В настоящее время уже хорошо описано несколько примеров трансляционного контроля экспрессии генов в эукариотических клетках: мРНК гена С€N4 у дрожжей; мРНК белков теплового шока 22 кДа и 70 кДа у ОюяорИНа; мРНК ферритина и трансферринового рецептора, а также многие мРНК вирусов животных и растений. Изучение этих примеров показало, что первичная структура мРНК заключает в себе не только информацию о кодируемом белке, но и полный набор сведений о самой мРНК как о функционирующей молекуле. Информация второго рода расшифровывается труднее и далеко не все элементы структуры, существенные для функционирования мРНК, выявлены в настоящее время. Даже в тех случаях, когда они известны, чаще всего не ясно, каким компонентам транслирующего аппарата адресована эта информация и как она распознается и реализуется.
Многочисленные работы последних лет показывают, что важную роль в модуляции эффективности трансляции мРНК играют их 5'-нетранслируемые последовательности (5'-НТП). Основными структурными чертами 5'-НТП, влияющими на эффективность трансляции эукариотических мРНК, являются: наличие и стабильность вторичной структуры; присутствие и взаимное погттЛт,ожение "ложных" инициирующих кодонов и соответствующих им .ыТых рамок трансляции; определенное нуклеотидное окружение вблизи ложных" и "истинных" инициирующих кодонов; доступность 5'-концевой ¡(-структуры мРНК.
Однако, несмотря на очевидную значимость, ни одна из этих черт, ни даже 11 озокупность не могут охватить всего многообразия факторов, регулирующих ; | " ансляцию мРНК в эукариотических клетках. Большая роль в этом отводится мому аппарату трансляции. Из 12 белковых факторов инициации трансляции ¡ул^рцот (еГР) некоторые (е1Р4Е, -4Г, -4А) могут связываться с 5'-концевой ; -структурой и участвовать в АТФ-зависимом расплетании вторичной эуктуры 5'-НТО мРНК. Активность факторов трансляции (е!Р2, -4В, -4Е,
4F, eEFl, eEF2) может регулироваться посредством ковалентных модификаций. Кроме того, в последнее время появляются работы по изучению низкомолекулярных РНК и вторичных продуктов метаболизма, которые, по-видимому, могут участвовать в регуляции процесса трансляции. Следует помнить также, что мРНК в эукариотических клетках находятся в комплексе со специфическими белками, образуя рибонуклеопротеидные комплексы -информосомы, и что белки информосом также могут регулировать эффективность трансляции мРНК.
Таким образом, эукариотические мРНК транслируются с различными эффективностями как in vivo, так и in vitro. Молекулярные механизмы такой неравной трансляции еше не выяснены, однако экспериментальные данные свидетельствуют, что в их основе лежит взаимодействие мРНК с компонентами белок-синтезирующего аппарата. Влияние eis- и írans-действующих регуляторных факторов на эффективность трансляции мРНК у растений изучено гораздо слабее, чем у животных.
Хотя основные пути биогенеза мРНК и этапы их трансляции в клетках животных и растений сходны, исследования последних лет свидетельствуют, что между ними имеется существенная разница в механизмах регуляции биосинтеза белка. Как показано в работах нескольких групп исследователей, многие белковые факторы трансляции растений отличаются от своих аналогов из клеток животных по структуре и не являются взаимозаменяемыми в гетерологичных бесклеточных системах синтеза белка. Нами впервые показано, что в растительных системах, по-видимому, отсутствует регуляция синтеза белка посредством фосфорилирования факторов инициации eíF2 и элонгации eEF2, надежно установленная и хорошо изученная для клеток животных.