Лекция 5.
Селеноцистеин – 21 аминокислота, вместо O/S – селен. Кодируется очень необычно, ее кодон = UGA (терминальный кодон).
Для прочтения этого кодона и кодирования селеноцистеина у бактерий шпилька в кодирующей части мРНК, в основании которой UGA. Белок SELB – он находится на шпильке в комплексе с ГТФ и селеноцистеиниловой тРНК. Рибосома, продвигаясь по матрице, просто натыкается на шпильку, происходит ее разворачивание, терминирующий кодон оказывается в А-сайте, но терминирующие факторы туда зайти не могут, так как вход закрыт этим большим комплексом (шпилька, UGА, тРНК, белок). После разворачивания шпильки сродство SELB к шпильке пропадает, и весь комплекс быстренько устанавливается в А-участке рибосомы (SELB и тРНК в А-сайте). После чего гидролиз ГТФ, SELB теряет сродство и к тРНК, и к рибосоме, и уходит, терминирующий кодон прочитывается, а в полипептидную цепь вставляется селеноцистеин (белок ушел, а тРНК в А-сайте продолжает трансляцию).
Похожая ситуация у эукариот, но есть радикальное отличие. Такой же модуль, который связывает белок SELB с селеноцистеиновой тРНК, находится не в кодирующей области, а очень далеко в 3’-нетранслируемой области (дальше буду называть 3’-НТО) мРНК, а остальное так же, как и у бактерий. То есть, мРНК – не ничтока, а сложная третичная пространственная структура с дальними взаимодействиями. То есть наш модуль находится далеко, но есть контакт этой дальней области с рибосомой, доехавшей до терминирующего кодона, кодирующего селеноцистеин.
Как образуется селеноцистеиниловая тРНК? Она содержит антикодон, идеально соответствующий кодону UGA, то есть антикодон UCA. Она ацилируется сериловой аминоацил-тРНК-синтетазой и навешивается на нее серил. Далее она ковалентно связывается со специальным ферментом, селеноцистеинсинтазой (пришивается к NH2 группе). Далее, используя в качестве субстрата селенофосфат, происходит преобразование пришитого серина в селеноцистеин (это все на самой первой картинке). Такая тРНК освобождается в раствор, где связывается с белком SELB, который доставляет ее в транслирующую рибосому. SELB – гомолог и аналог Tu, он только несколько больше, у него есть дополнительный модуль, устроен он похоже и также вместе с
ГТФ связывает аминоацилированную тРНК. А вот, собственно, модуль, который и узнается: шпилька, в основании которой UGA кодон. Шпилька называется SECIS (селеноцистеин inserted sequence).