Κεφάλαιο 28.pdf

© ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΕΣ ΕΚΔΟΣΕΙΣ ΚΡΗΤΗΣ ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ ΓΙΑ ΤΟ ΧΗΜΙΚΟ ΤΜΗΜΑ ΤΟΥ ΠΑΝ/ΜΙΟΥ ΑΘΗΝΩΝτίζοντας ένα αμφιπαθές σφαιρικό κέλυφος γύρω από τα λιπίδια που μεταφέρονταιστα σωμάτια λιποπρωτεΐνης (Εδάφιο 26.3.1). Η απολιποπρωτεΐνη Bυπάρχει σε δύο μορφές, μια απολιποπρωτεΐνη B-100 512 kd και μια απολιποπρωτεΐνηB-48 240 kd. Η μεγαλύτερη μορφή, η οποία συντίθεται στο ήπαρ, συμμετέχειστη μεταφορά λιπιδίων που συντίθενται μέσα στο κύτταρο. Η μικρότερημορφή, η οποία συντίθεται στο λεπτό έντερο, μεταφέρει τροφικό λίποςμε τη μορφή χυλομικρών. Η απολιποπρωτεΐνη B-48 περιέχει τα 2152 κατάλοιπατου αμινο-τελικού άκρου της απολιποπρωτεΐνης B-100, η οποία περιέχει συνολικά4536 κατάλοιπα. Αυτό το κολοβό μόριο μπορεί να σχηματίσει σωμάτιαλιποπρωτεΐνης, αλλά δεν μπορεί να δεσμευθεί στους υποδοχείς των λιποπρωτεϊνώνχαμηλής πυκνότητας των κυτταρικών μεμβρανών. Ποια είναι η βιοσυνθετικήσχέση αυτών των δύο μορφών απολιποπρωτεΐνης B; Μια πιθανότητα apriori είναι ότι η απολιποπρωτεΐνη B-48 παράγεται από την πρωτεολυτική διάσπασητης απολιποπρωτεΐνης B-100. Μια άλλη εξήγηση είναι ότι οι δύο μορφέςπροκύπτουν από εναλλακτικό μάτισμα (Εδάφιο 28.3.6). Τα πειραματικά αποτελέσματαδείχνουν ότι τίποτε από αυτά δεν συμβαίνει. Ένας εντελώς απρόβλεπτοςκαι νέος μηχανισμός για τη δημιουργία ποικιλομορφίας βρίσκεται σεδράση: η αλλαγή της νουκλεοτιδικής αλληλουχίας του mRNA μετά τη σύνθεσή του(Eικόνα 28.26). Ένα ειδικό κατάλοιπο κυτιδίνης του mRNA απαμινώνεται σε ουριδίνη,γεγονός που αλλάζει το κωδίκιο του καταλοίπου 2153 από CAA (Gln) σε UAA(τερματισμού). Η απαμινάση που καταλύει την αντίδραση αυτή υπάρχει στο λεπτόέντερο και όχι στο ήπαρ, και εκφράζεται μόνο σε ορισμένα αναπτυξιακάστάδια.Η διόρθωση του RNA δεν περιορίζεται στην απολιποπρωτεΐνη Β. Το γλουταμινικόοξύ ανοίγει διαύλους ειδικούς για κατιόντα στο κεντρικό νευρικό σύστηματων σπονδυλωτών δεσμευόμενο σε μετασυναπτικές μεμβράνες. Η διόρθωσηRNA αλλάζει ένα κωδίκιο γλουταμίνης (CAG) στο mRNA του υποδοχέατου γλουταμινικού σε κωδίκιο αργινίνης (CGG). H αντικατάσταση της γλουταμίνηςαπό αργινίνη στον υποδοχέα εμποδίζει τη ροή των Ca +2 αλλά όχι των Na +διά μέσου του διαύλου. Η διόρθωση του RNA φαίνεται ότι είναι πιο συνηθισμένηαπό ό,τι πιστευόταν. Η χημική αντιδραστικότητα των νουκλεοτιδικώνβάσεων, περιλαμβανομένης της ευαισθησίας τους στην απαμίνωση που χρειάζεταιτη λειτουργία περίπλοκων μηχανισμών επιδιόρθωσης DNA (Εδάφιο27.6.3), έχει χρησιμοποιηθεί ως μηχανή δημιουργίας μοριακής ποικιλομορφίαςστο επίπεδο του RNA και επομένως και στο επίπεδο των πρωτεϊνών.Στα τρυπανοσώματα (παρασιτικά πρωτόζωα), ένας διαφορετικός μηχανισμόςδιόρθωσης RNA αλλάζει σημαντικά ορισμένα μιτοχονδριακά μόριαmRNA. Σχεδόν τα μισά από τα κατάλοιπα ουριδίνης σε αυτά τα μόρια mRNAεισάγονται με μηχανισμούς διόρθωσης RNA. Ένα καθοδηγητικό μόριο RNA αναγνωρίζειτην αλληλουχία που πρόκειται να τροποποιηθεί, και μια ουρά πολυ(U)στον οδηγό δίνει κατάλοιπα ουριδίνης στα μόρια mRNA, τα οποία υφίστανταιδιόρθωση. Είναι προφανές ότι οι αλληλουχίες του DNA δεν φανερώνουνπάντοτε πιστά την αλληλουχία των πρωτεϊνών που κωδικεύουν, αλλάλειτουργικά κρίσιμες αλλαγές μπορούν επίσης να συμβούν στο mRNA.1899Eπεξεργασία των προϊόντων της μεταγραφήςAappleoÏÈappleÔappleÚˆÙ½ÓË B-100MÂÙ¿ÊÚ·ÛË45365' C AA3'mRNA appleÔ˘ ‰ÂÓ ¤¯ÂÈ ‰ÈÔÚıˆı›1˘Ó·ÚÌÔÏfiÁËÛËÏÈappleÔappleÚˆÙ½Ó˘NH 4+AappleoÏÈappleÔappleÚˆÙ½ÓË B-48¢ÈfiÚıˆÛË RNAÌ ·apple·Ì›ÓˆÛË5' U AA3'mRNA appleÔ˘ ¤¯ÂÈ ‰ÈÔÚıˆı›MÂÙ¿ÊÚ·ÛË2152ÚfiÛ‰ÂÛˢappleÔ‰Ô¯¤· LDLEIKONA 28.26 Διόρθωση του RNA. Ενζυμικάκαταλυόμενη απαμίνωση μιας ειδικής κυτιδίνηςστο mRNA της απολιποπρωτεΐνης Β-100 αλλάζειένα κωδίκιο γλουταμίνης (CAA) σε κωδίκιο τερματισμού(UAA). Η απολιποπρωτεΐνη Β-48, μιακολοβή μορφή της πρωτεΐνης που έχει χάσει τηδομική περιοχή δέσμευσης του υποδοχέα LDL,δημιουργείται από αυτή τη μετα-μεταγραφική αλλαγήστην αλληλουχία του mRNA. [Κατά P.Hodges και J. Scott. Trends Biochem. Sci.17(1992):77.]28.3.3 Θέσεις ματίσματος σε πρόδρομα μόρια του mRNAεξειδικεύονται από αλληλουχίες στα άκρα ιντρονίωνΤα περισσότερα γονίδια στα ανώτερα ευκαρυωτικά αποτελούνται από εξόνιακαι ιντρόνια. Τα ιντρόνια πρέπει να εξαχθούν και τα εξόνια να συνδεθούν γιανα σχηματιστεί το τελικό mRNA με μια διεργασία που ονομάζεται μάτισμα.Το μάτισμα πρέπει να είναι εξαιρετικά ευαίσθητο: μια ολίσθηση έστω και ενόςνουκλεοτιδίου στο σημείο ματίσματος θα μετατόπιζε το πλαίσιο ανάγνωσηςστην 3΄-πλευρά του ματίσματος, δίνοντας μια τελείως διαφορετική αλληλουχίααμινοξέων. Επομένως, η σωστή θέση ματίσματος πρέπει να είναι καθαρά