Подвижные структурные элементы в участках димеризации РНК ретровирусов и в районе пептидилтрансферазного центра рибосомы

• Автор: Бениаминов, Артемий Давидович
• Шифр специальности: 03.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 75 с. : ил

Оглавление
Введение

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР Принципы структурной организации РНК

1.1. Особенности двухцепочечных участков РНК

1.1.1. Некапоническис пары

1.1.2. Триплеты и квадруплеты оснований

1.1.3. Адениновая платформа

1.1.4. Переплетение нитей РНК, кроссстэкинг оснований

1.2. Третичные элементы пространственной структуры РНК

1.2.1. Стыковка двойных спиралей

1.2.2. Одноцепочечные соединения петли, повороты и выпетливания

1.2.3. Пссвдоузлы
1.2.4. Комплементарное взаимодействие петель шпилек ii ii i
1.2.5. Структура со сдвинутыми петлями Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Реактивы и ферменты
2.2. Олигорибонуклеотиды
2.3. Радиоактивное мечение олигонуклеотидов
2.4. Определение константы димеризации фрагментов РНК по подвижности в нативном акриламидном геле
2.5. Нуютеазнос расщепление
2.6. Плавление олигонуклеотидов РНК
2.7. Анализ нуклеотидных последовательностей Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Доказательство образования РНК и поиск ее биологической роли
3.1.1 .Складывание на модельных олигонуклеотидах РНК
3.1.2. Возможное участие структуры со сдвинутыми петлями в процессе димеризации геномных ретровирусных РНК
3.1.2.1. Анализ структуры димеров фрагментов УЗЗ и У методом РНКазного расщепления
3.1.2.2. Плавление димеров
3.1.2.3. Ковариационный анализ участков инициации димеризации РНК ретровирусов птиц
3.1.3. Участок 8 рРНК, потенциально способный сворачиваться в псевдоузел в районе пептидилтрансфсразного центра рибосомы
3.1.3.1. Ковариационный анализ фрагмента большой рРНК
3.1.3.2. Ферментативный анализ структуры фрагмента Б рРНК
3.2. Механизм узнавания стопкодонов рибосомой в процессе терминации
трансляции гипотеза
3.2.1. Формулировка гипотезы
3.2.2. Митохондрии проводят ехрептепШт спидо
Выводы
Благодарности
Список литературы


Именно структурные исследования обозначили важнейшую роль РНК во многих биологических процессах синтезе белка, сплайсинге и т. Вопросы, рассмотренные в данной работе, будут касаться разных биологических процессов, но в целом их объединяет 1 объект исследования РНК и 2 структурнобиологический подход, направленный на предсказание функции РНК, исходя из знания ее структурных особенностей. Накопленные к настоящему моментг данные о структурных свойствах РНК и рибонуклеопротеиновых комплексах позволяют говорить об общих принципах структурной организации рибонуклеиновых кислот. Образование нативной структуры больших молекул РНК сложный и многостадийный процесс, который начинается со складывания элементов вторичной структуры прочных структурных единиц или блоков, стабилизируемых, в основном, водородными связями и стэкинг взаимодействиями, и завершается их упаковкой в сложную компактную структуру. На последних этапах сворачивания РНК важную роль играют ионы металлов и молекулы воды, которые являются своеобразным клеем, скрепляющим отдельные стабильные блоки молекулы. В данной работе в качестве такого потенциального структурного блока упаковки молекул РНК предлагается структура со сдвинутыми петлями. i была первоначально предложена как необычная структура ДНК, способная возникать в протяженных двойных спиралях, содержащих короткие прямые повторы. Конформационные расчеты показали, что возможна также и для формы ДНК или РНК. Этот результат позволил рассматривать структуру со сдвинутыми петлями как новый возможный элемент третичной упаковки РНК. Первая часть данной работы это экспериментальная проверка стсрической возможности образования РНК в растворе, а также попытка найти функциональную роль структуры со сдвинутыми петлями в биологических процессах. Компьютерный поиск позволил локализовать два примера мест возможного образования 1 участки димеризации геномных РНК ретровирусов птиц и 2 пептидилтрансферазный центр рибосомы. Результаты теоретического и экспериментального исследования этих двух случаев представлены в диссертации. Во второй части показано, как структурные свойства РНК выявляют их функциональную роль в биологических процессах. Этот раздел представляет собой гипотезу и посвящен конечному этапу синтеза белка на рибосомах термииации трансляции, окончательный механизм которой не выяснен и по сей день. Структурные закономерности и особенности последовательностей рибосомальной РНК позволяют предположить участие рРНК в узнавании стопкодонов в процессе терминации трансляции. Глава 1. За последние годы методами рентгеноструктурного анализа и ЯМР решено множество структур биологически важных молекул РНК и отдельных фрагментов. Эти работы сформировали представление об общих принципах укладки цепи рибонуклеиновой кислоты. Особого упоминания заслуживают успехи последних двух лет в рентгеноструктурном анализе рибосом, когда были получены структуры малой и большой рибосомальных субчастиц с атомным разрешением 1,2,3,4. Эти работы огромный набор структурных данных о конформационных возможностях РНК и РНКбелковых взаимодействиях, неисчерпаемый материал для последующего анализа. На сегодняшний день наши знания о структурных возможностях РНК позволяют сформулировать некие общие правила, управляющие складыванием молекул РНК и классифицировать внутримолекулярные контакты, которые принимают участие в этом процессе 5. В данном обзоре, на основе структурных работ последних лет, описаны наиболее распространенные структурные элементы РНК и взаимодействия между ними. В любой нативной молекуле РНК обычно более половины оснований участвуют в стандартном уотсонкриковском спаривании. Последовательный стэкинг таких канонических пар формирует Аформу двойной спирали рибонуклеиновой кислоты. Как оказалось, компактная ушаковка участков двойных спиралей это основной принцип строения всех высокоупорядоченных молекул РНК. Главный и минорный желоба двойной спирали РНК значительно отличаются от таковых Вформы ДНК. В Аформе главный желоб становится глубоким и узким, а минорный плоским и широким.