Трансляція в мітохондріях: загальні відомості
Мітохондрії є органелами еукаріотів, в яких в результаті окисного фосфорилювання енергія хімічних зв'язків, що звільняється при метаболізмі, накопичується у вигляді енергії макроергічних зв'язків ATP. Мітохондрії мають власним геномом - двухцепочечной ковалентно замкнутої мітохондріальної ДНК (мтДНК). яка присутня в кожній мітохондрії у вигляді декількох ідентичних копій. Найбільшого поширення набула гіпотеза про ендосімбіотіческом походження мітохондрій, відповідно до якої сучасні мітохондрії тварин беруть свій початок від альфа-протеобактерий (до яких належить сучасна Rickettsia prowazekii), що впровадили в цитозоль клітин-попередників. Вважається, що за час ендосимбіоз бактерії передали більшу частину своїх життєво важливих генів хромосом клітини-господаря, зберігши в своєму геномі (в разі клітин людини) інформацію лише про 13 поліпептидах, 22 тРНК і двох рРНК. Все поліпептиди входять до складу ферментативних комплексів системи окисного фосфорилювання мітохондрій.
Довжина мтДНК у людини становить 16569 п.о. Мітохондрії не є самовідтворюючому генетичними системами. Реплікація і транскрипція їх генома залежать від транс-діючих факторів, що кодуються ядерним геномом. Все мітохондріальні тРНК акцептують амінокислотні залишки за участю аміноацил-тРНК- синтетаз, що імпортуються в мітохондрії з цитоплазми. У цитоплазмі же клітин хребетних синтезуються всі рибосомні білки мітохондрій, мРНК яких транскрибируются з ядерних генів. Навіть походження білків комплексів системи окисного фосфорилювання є змішаним - ядерно-мітохондріальних. Все поліпептиди, що кодуються ядерним геномом, синтезуються рибосомами цитозоля. Як правило, вони мають N-кінцевий отщепляют сигнальної послідовністю, яка забезпечує спрямований перенос в мітохондрії.
Порівняння первинної структури мтДНК з послідовностями амінокислот мітохондріальних білків виявило ряд особливостей генетичного коду, використовуваного мітохондріями. Є варіації і в частоті використання кодонів мітохондріями різних видів. У мтДНК більшості філогенетичних груп триплет TGA кодує Trp, хоча зазвичай на ньому відбувається термінація синтезу поліпептидних ланцюгів. З іншого боку, кодон AGR (де R = A або G) в мтДНК хребетних є терминирующего, у голкошкірих кодує Ser, а у дріжджів, як зазвичай, - Arg.
Іншою характерною особливістю генетичної системи мітохондрій є спрощення самого механізму декодування інформації, що містяться в мітохондріальної мРНК. Трансляція всіх кодонів в мітохондріях відбувається за участю не всіх 32 видів молекул тРНК, які звичайно потрібні для здійснення біосинтезу білка. Наприклад, лише 22 видів молекул тРНК досить для трансляції всіх мРНК 13 генів мтДНК людини. Це стає можливим завдяки використанню підстави U в першому (wobble) положенні антикодону тРНК одного виду для розпізнавання усіх чотирьох кодонів кожного з сімейств, що кодують конкретну амінокислоту.
випадковий малюнок
Увага! Інформація на сайті
призначена виключно для освітніх
і наукових цілей