Press Release The Nobel Assembly at Karolinska InstitutetThe Nobel Assembly at Karolinska Institutet has today decided to award The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2012 jointly to John B. Gurdon and Shinya Yamanaka for the discovery that mature cells can be reprogrammed to become pluripotent Summary The Nobel Prize recognizes two scientists who discovered that mature, specialised cells can be reprogrammed to become immature cells capable of developing into all tissues of the body. Their findings have revolutionised our understanding of how cells and organisms develop.

Структура однотяжевой РНК 1. Полимерная цепь РНК (рибоза вместо дезоксирибозы) Гетероциклические основания (U вместо Т) 2. Вторичная структура однотяжевой РНК – шпилька 3. Третичная структура РНК РНК как фермент - рибозим

А.Н. Белозерский Э. Чаргафф Брюссель, 1955 AUGC РНК ATGC ДНК ДНК A + G = C + T

Структура РНК: вторичная (шпилька) и третичная (расположение в пространстве)

Структура тРНК: вторичная и третичная

МД: образование структуры тРНК

Структура тРНК: вторичная и третичная

Третичная структура тРНК Г

Мимикрия третичной структуры тРНК белок

Белковый фермент: энзим сложная пространственная структура специфически связывает субстрат

РНКовый фермент: рибозим сложная пространственная структура специфически связывает субстрат

РНК – фермент: рибозим Скорости превращения: спонтанно – 1 молекула/год рибозим – 100 молекул/год энзим молекул/год

ФУНКЦИИ НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ ДНК 1. Активное хранение генетической информации. Организация вместе с белками структуры хромосом эукариот. 2. Передача генетической информации. Матрица в синтезе ДНК (репликация) и РНК (транскрипция) РНК 1. Передача генетической информации – транскрипция 2. Синтез полипептидных цепей белка: Матрица в синтезе белка – мРНК Активация и транспорт аминокислот – тРНК Организация вместе с белками структуры рибосом – рРНК 3. Катализ - рибозимы

Цикл II Генетическая информация 5. Структура нуклеиновых кислот 6. Биосинтез нуклеиновых кислот 7. Биосинтез белка Контрольная - 2 Разбор контрольной - 2

Лекция 7 Биосинтез белка - трансляция 1. Основная «догма». Трансляция 2. Генетический код 3. Активация аминокислот 4. Цикл работы рибосомы 5. Антибиотики. Тетрациклин

Химический синтез белка (ср. биосинтез) 1962 г, Нобелевская премия по химии 1984 г

«ДОГМА»: ДНК –> РНК -> белок

ТРАНСЛЯЦИЯ – перевод генетической информации с «языка» последовательности нуклеотидов (мРНК) на «язык» последовательности аминокислот (белок) В трансляции участвуют: - аминоацил-тРНК-синтетаза АРСаза - транспортная РНКтРНК - матричная РНК мРНК - рибосома (рибосомная РНКрРНК)

Трудности перевода

Генетический код 1. Триплетный (кодон) 2. Неперекрывающийся, без пропусков 3. Вырожденный (псевдодуплетный) 4. Универсальный Открытая рамка считывания Бесклеточная система Расшифровка кода М. Ниренберг, ЮХА, 21 августа 1961 г

Триплетный код: кодон - Ак

2 функциональных участка в структуре тРНК: вторичной и третичной

2 функциональных участка в третичной структуре тРНК антикодон Ак

ДЕКОДИРУЕТ НЕ рибосома!, а аминоацил- тРНК-синтетаза (АРСаза) Ак + АТР = Ак-АМР + РРi Ак-АМР + тРНК = Ак-тРНК + АМР

РИБОСОМА - наноробот для биосинтеза белка 2 СУБЧАСТИЦЫ – 2 ФУНКЦИИ МАЛАЯ - кодон – антикодоновые взаимодействия мРНК и тРНК БОЛЬШАЯ - реакция образования пептидной связи с участием 3-концов двух тРНК

Инициация трансляции A P

Элонгация трансляции A P

Терминация трансляции Для терминирующего кодона мРНК НЕТ тРНК A P

Трансляция

Цикл работы рибосомы Участки Р – пептидил – связывания А – аминоацил – (входной) тРНК Е – выходной

Мимикрия пространственной структуры фактор транслокации фактор элонгации + тРНК

Размеры фермент – субстрат: рибосома – тРНК: 3хЕ6 – 3хЕ4, химотрипсин – 2Ак: 2хЕ4 – 2хЕ2

РСА: четвертичная структура малой субчастицы рибосом РНК – белковый супрамолекулярный комплекс 3D-пазл, который способен собираться сам

РСА: рибосома и тРНК Harry Noller Марат и Гюльнара Юсуповы

The Nobel Prize in Chemistry 2009 was awarded jointly to Venkatraman Ramakrishnan, Thomas A. Steitz and Ada E. Yonath "for studies of the structure and function of the ribosome". The Max Planck Institute for Molecular Genetics was founded in 1964 with the appointment of Heinz- Günther Wittmann Институт белка был основан 1967 г. академиком Спириным А.С.

Sculptor Mara G. Haseltine, "Waltz of the Polypeptides.« The work itself was created to be part of a living landscape inspired by the Zen gardens of Kyoto. Each part of the landscape represents a different part of the cell. Thus, when the viewer experiences Waltz of the Polypeptides, they are fully immersed into a fantastical environment based on a tiny part of the human body. It shows ribosomes, the part of cells that make proteins, assembling a substance, called BLyS, which sends signals to the immune system. This is a photo of the completed molecule.BLyS

Образование пептидной связи

Изменение конформации малой субчастицы рибосом Кодон – антикодоновые взаимодействия