Биофизика и информация
Рибосома
Вместо фенилаланина рибосома в небольшом проценте случаев включала в полипептидную цепь лейцин и изолейцин и значительно реже серии, тирозин и валин. Одпако при добавлении в среду, например, стрептомицина и ионов магния ложное кодирование, определявшееся по отношению включенного в полипептидную цепь лейцина к фенилаланину, увеличивалось с 5 до 32%, т. е. в 6 раз. Особенно сильно влияние ионов магния и натрия. Так, по кривым зависимости числа ошибок включения лейцина видно, что измепение концентрации Mg с 1,0 до 2,0 мМ увеличило ошибки более чем в 3 раза (до 17%).
В терминах модели А. С. Спирина повышенная вероятность сомкнутого состояния рибосомы должна приводить к повышению ложного кодирования. Все факторы, ускоряющие стабилизацию сомкнутого состояния рибосомы, должны увеличивать ошибочное включение аминокислот в пептидную цепь. Среди них изучено влияние ионов магния, кальция, марганца и некоторых других.Противоположным действием обладают ионы натрия, калия и другие одновалентные катионы.
Следовательно, изменение ионной среды рибосомы значительно влияет на частоту аминокислотных замен при синтезе белка. Важно также, что сочетание разных попов может взаимно усиливать или ослаблять это влияние. Кроме ионов, спонтанный уровень ошибок включения аминокислот в пептидную цепь могут изменять сдвиги рН, температура, этанол и другие изменения в среде, окружающей рибосому.
Выяснено, что при таких ошибках в пептидную цепь включаются не случайные аминокислоты, а ближайшие по кодовой специфичности. Так, в экспериментах вместо фенилаланина чаще всего включается на полиуриднновой матрице УУУ лейцип, кодируемый кодонами ЦУУ, УУА, УУГ и др. (табл. 4). Это ошибка в прочтении одного из нуклеотидов. Реже всключались нзоленцин (АУУ), серии (УЦУ), тирозин (УАУ) и вални (ГУУ), хотя в этих случаях была также ошибка лишь по одному нуклеоти-ду. Более частое замещение на лейцин связано с тем, что пз всех теоретически возможных одпопуклеотидных замен ь кодоне УУУ три варианта приходятся на лейцин и по одному варианту на нзолейцнн, тирозин, валин и цистепп. Остальные аминокислоты могут включаться вместо фенилаланина только в случае замен двух нуклеотидов в кодоне и при нарушении в последовательности их узнавания, что встречается очень редко.