Lecture 3 2006

А.С.
Спирин
2006 г.
Лекция № 3
Рибосома: структура
ОСНОВНЫЕ ТИПЫ РИБОСОМ
PROKARYOTIC TYPE EUKARYOTIC TYPE

RIBOSOMES: RIBOSOMES:
70S RIBOSOMES CYTOPLASMIC 80S

OF EUBACTERIA, RIBOSOMES
BLUE-GREEN ALGAE OF ANIMALS, FUNGI
AND CHLOROPLASTS AND PLANTS
MOL. MASS, 2.5 × 10 6 4 × 10 6

DALTONS
SIZE 200 - 250 Å 250 - 300 Å
RNA : PROTEIN,
W/W 2:1 1:1
MITOCHONDRIAL
75S RIBOSOMES
OF FUNGI
MITOCHONDRIAL
55S RIBOSOMES
("MINIRIBOSOMES")
OF MAMMALS
70S RIBOSOMES OF ARCHAEA

ИЗОЛИРОВАННЫЕ РИБОСОМЫ
Escherichia coli
СЕДИМЕНТАЦИОННЫЕ ДИАГРАММЫ РИБОСОМНЫХ
ЧАСТИЦ E. coli ПРИ РАЗЛИЧНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЯХ Mg 2+
70S при 10 mM Mg 2+ и 50S+30S при 1mM Mg 2+
70S
50S + 30S
ДИССОЦИАЦИЯ - РЕАССОЦИАЦИЯ РИБОСОМ
70S
+ + 2+ 2+
N a ,Li M g , C a
+ +
K , N H 4 P O L Y A M IN E S
ETH A N O L,
U R EA
M ETH A N O L
30S
+
50S
30S РИБОСОМНАЯ СУБЧАСТИЦА
70S РИБОСОМА - АССОЦИАТ ДВУХ СУБЧАСТИЦ
КОНТУРЫ ДВУХ РИБОСОМНЫХ СУБЧАСТИЦ 70S
РИБОСОМЫ В ДВУХ ПРОЕКЦИЯХ
Сравнение размеров и формы рибосомных субъединиц
и их изолированных РНК в компактной конформации
50S 23S РНК
30S 16S РНК

ВТОРИЧНАЯ CТРУКТУРА 16S РНК
ВТОРИЧНАЯ СТРУКТУРА РНК:
«ДЕФЕКТЫ» ДВОЙНЫХ СПИРАЛЕЙ
И ОТКЛОНЕНИЯ ОТ ДВУСПИРАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ
(1) Нестандартные спаривания и «противостояния» в двойной спирали.

(2) Выпетливания 1 – 3 нуклеотидов одной из спаренных цепей в двойной спирали.
(3) Большие боковые выпетливания и «разветвления» двойных спиралей.
(4) «Прерывающиеся» («составные») двойные спирали.
(5) Псевдоузлы (Preudoknots).
(6) «Тетрапетли» (Tetraloops).
(7) Однотяжевые спирали.
(8) Тройные спиральные участки.
РЕЗКИЙ ПОВОРОТ ДВОЙНОЙ СПИРИЛИ
В МЕСТЕ ТРЕХНУКЛЕОТИДНОГО ВЫПЕТЛИВАНИЯ GAA
(KINK-TURN)
6.4. From Moore and Steitz (2003) Ann. Rev. Biochem. 72: 813-850; Fig. 2.
Original from Klein et al. (2001) EMBO J. 20: 4214-4221.
UNCG TETRALOOP
Fig. 6.6. From Varani et al. (1991) Biochemistry 30: 3280-3289; (1995) J. Mol. Biol. 250: 333-353.
RICIN/SARCIN LOOP OF 23S/28S rRNA
RICIN/SARCIN LOOP OF 23S/28S rRNA
apurinic site
tritin specific lyase
A
2660 A G
G A G GNRA tetraloop
C
A
G
G G A
U A
G C G
A C
U C A G
C G Side G loop
C G
2650 U A 2670
Non-canonic pairs
Y. Endo and K. Tsurugi (1987) J. Biol. Chem. 262, 8128-8130;

(1988) J. Biol. Chem. 263, 8735-8739.
T. Ogasawara et al. (1999) EMBO J. 18, 6522-6531.
Fig. 6.5.
ПСЕВДОУЗЛЫ
6.7. From Pleij (1993) In “The RNA World”, CSHL Press, 609-613; Fig. 1 A, B.
ТРЕТИЧНАЯ СТРУКТУРА РНК:
дальние взаимодействия,
обеспечивающие компактное сворачивание РНК
(1) Уотсон-Криковское спаривание отдаленных участков цепи.

Образование черешков и доменов.
(2) «Дальние» псевдоузлы: спаривание торцевых петель с дальними
однотяжевывми участками.
(3) Коаксиальный стэкинг двойных спиралей.
(4) «Рибозные застежки».
(5) Взаимодействия тетрапетли с малым желобком двойной спирали.
(6) «А-минорные» взаимодействия.
(7) Mg-ионные мостики между фосфатами.
ДОМЕННАЯ CТРУКТУРА 16S РНК
ТРЕТИЧНАЯ СТРУКТУРА 16S РИБОСОМНОЙ РНК
Structure of the 30S ribosomal subunit
B.T. Wimberly, D.E. Brodersen, W.M. Clemons Jr, R.J. Morgan-Warren, A.P. Carter,
C. Vonrhen, T. Hartch, V. Ramakrishnan
Nature 407: 327-339 (2000)
Mg-ИОННЫЙ МОСТИК (Mg2+ CLUSTER)
МЕЖДУ ДАЛЬНИМИ УЧАСТКАМИ ЦЕПИ РНК
6.13. From Hansen et al., (2001) CSHS 66, 33-42; Fig. 2.

«РИБОЗНАЯ ЗАСТЕЖКА» (RIBOSE ZIPPER)
МЕЖДУ ОДНОТЯЖЕВЫМИ УЧАСТКАМИ ЦЕПИ
«А-минорное» взаимодействие:
Аденозин укладывается в малый желобок двойной спирали
с образованием четырех водородных связей
From Nissen et al. (2001) PNAS 98: 4899-4903; Fig. 1c.

«А-минорное» взаимодействие между спиралями 23S рибосомной РНК:
Одноцепочечный участок взаимодействует своими аденозинами
с малыми желобками спиралей Н89 и Н90 и скрепляет их вместе
6.15. From Nissen et al. (2001) PNAS 98: 4899-4903; Fig. 2c.
«А-минорное» взаимодействие между спиралями 23S рибосомной РНК:
4 стэкингованных аденозина противоположных цепей спирали Н68 домена IV
укладывается в малый желобок спирали H75 домена V
6.16. From Nissen et al. (2001) PNAS 98: 4899-4903; Fig. 2a.
«А-минорное» взаимодействие между спиралями рибосомной РНК:
Спираль 5S РНК и спираль Н38 23S РНК взаимодействуют своими
тройками стэкингованных аденозинов
6.20. From Nissen et al. (2001) PNAS 98: 4899-4903; Fig. 3b.
Домены рибосомной 23S РНК
PTC
PTC – ПЕПТИДИЛ-ТРАНСФЕРАЗНЫЙ ЦЕНТР

50S РИБОСОМНОЙ СУБЪЕДИНИЦЫ
ТРЕТИЧНЫЕ СТРУКТУРЫ ДВУХ РИБОСОМНЫХ РНК
M.M. Yusupov, G.Zh. Yusupova, A. Baucom, K. Lieberman, T.N. Earnest, J.H.D. Cate, H.F. Noller (2001)
Science 292: 883-896
БЕЛКИ 30S СУБЧАСТИЦЫ
E.coli
БЕЛКИ 50S СУБЧАСТИЦЫ
E.coli
ТОТАЛЬНЫЙ БЕЛОК 70S РИБОСОМЫ
E.coli
ТРЕТИЧНАЯ СТРУКТУРА 16S РНК (вверху) И
ТРЕТИЧНАЯ И ЧЕТВЕРТИЧНАЯ СТРУКТУРЫ 30S РИБОСОМНОЙ
СУБЧАСТИЦЫ (внизу)
B.T. Wimberly, D.E. Brodersen, W.M. Clemons, R.J. Morgan-Warren, A.P. Carter, C. Vonrhein,
T.Hartsch, V. Ramakrishnan (2000) Nature 407: 327-339
БОКОВАЯ И ВНЕШНЯЯ ПОВЕРХНОСТИ 50S РИБОСОМНОЙ
СУБЧАСТИЦЫ
N. Ban, P. Nissen, J. Hansen, P. Moore, T. Steitz (2000) Science 289: 920-930

СТРУКТУРНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ РИБОСОМ:
Диссоциация
Разборка (раздевание) субъединиц
Разворачивание субъединиц
СХЕМА РАЗБОРКИ 30S СУБЧАСТИЦЫ
СХЕМА САМОСБОРКИ 30S СУБЧАСТИЦЫ
SEDIMENTATION
16 S RNA COEFFICIENT IN
RECONSTITUTION BUFFER:
DOMAIN I DOMAIN II DOMAIN III 22S RNA
S4 S17 S8 S15 S7
Step I (+6 proteins)
S16 23S RNP

Step II (compactization)
25S RNP
S20 S6:S18 S9 S19

Step III (+9 proteins)
S12 S11 S13

S5
28S RNP
S21 S10 S14

Step IV (+5 or 6 proteins)
S3
S2
30S RNP
S1
СХЕМА РАЗВОРАЧИВАНИЯ РИБОСОМНОЙ 50S СУБЧАСТИЦЫ
В РИБОНУКЛЕОПРОТЕИДНЫЙ ТЯЖ ПРИ УДАЛЕНИИ Mg 2+ И СОЛЕЙ
Fig. 6.10.
70S РИБОСОМА - АССОЦИАТ ДВУХ СУБЧАСТИЦ
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТЕТРАПЕТЛИ С МАЛЫМ
ЖЕЛОБКОМ ДВОЙНОЙ СПИРАЛИ РНК
GAAA
tetraloop
Double
Tetraloop receptor helix
of small groove
of double helix
ТРЕТИЧНАЯ СТРУКТУРА 16S РИБОСОМНОЙ РНК
Компактные домены:
III
I II
Science 292: 883-896
КОНТАКТИРУЮЩАЯ ПОВЕРХНОСТЬ 50S РИБОСОМНОЙ
СУБЧАСТИЦЫ

ТРЕТИЧНАЯ И ЧЕТВЕРТИЧНАЯ СТРУКТУРЫ 70S РИБОСОМЫ
В ДВУХ ПРОЕКЦИЯХ
Science 292: 883-896
ТРЕТИЧНАЯ СТРУКТУРА 23S РНК 50S РИБОСОМНОЙ СУБЧАСТИЦЫ

Lecture 3 2006

Uploaded by

Document Information

Copyright

Available Formats

Share this document

Share or Embed Document

Sharing Options

Did you find this document useful?

Is this content inappropriate?

Copyright:

Available Formats

Lecture 3 2006

Uploaded by

Copyright:

Available Formats

А.С.

PROKARYOTIC TYPE EUKARYOTIC TYPE

70S RIBOSOMES CYTOPLASMIC 80S

MOL. MASS, 2.5 × 10 6 4 × 10 6

SIZE 200 - 250 Å 250 - 300 Å

70S RIBOSOMES OF ARCHAEA

50S 23S РНК

30S 16S РНК

(1) Нестандартные спаривания и «противостояния» в двойной спирали.

RICIN/SARCIN LOOP OF 23S/28S rRNA

Y. Endo and K. Tsurugi (1987) J. Biol. Chem. 262, 8128-8130;

(1) Уотсон-Криковское спаривание отдаленных участков цепи.

6.13. From Hansen et al., (2001) CSHS 66, 33-42; Fig. 2.

From Nissen et al. (2001) PNAS 98: 4899-4903; Fig. 1c.

PTC – ПЕПТИДИЛ-ТРАНСФЕРАЗНЫЙ ЦЕНТР

N. Ban, P. Nissen, J. Hansen, P. Moore, T. Steitz (2000) Science 289: 920-930

S16 23S RNP

S20 S6:S18 S9 S19

S12 S11 S13

S21 S10 S14

N. Ban, P. Nissen, J. Hansen, P. Moore, T. Steitz (2000) Science 289: 905-920

N. Ban, P. Nissen, J. Hansen, P. Moore, T. Steitz (2000) Science 289: 905-920

You might also like