Фармакологические мишени: 30S и 50S
Аппарат трансляции бактерий принципиально отличается от человеческого, что делает его отличной мишенью для избирательного токсического действия лекарств. Антибиотики, нарушающие синтез белка, делятся на две большие группы в зависимости от того, с какой частью рибосомы они связываются.
Препараты, действующие на 30S (малую субъединицу):
- Аминогликозиды;
- Аминоциклитолы;
- Тетрациклины;
- Глицилциклины.
Препараты, действующие на 50S (большую субъединицу):
- Макролиды;
- Кетолиды;
- Линкозамиды;
- Хлорамфеникол;
- Линезолид.
Инициация трансляции
Процесс синтеза стартует со сборки рабочего комплекса. Сначала матричная РНК (мРНК) соединяется с малой 30S субъединицей.
Ключевую роль на этом этапе играет стартовая аминокислота. У прокариотических организмов эту функцию выполняет формилированный метионин (фМет). Транспортная РНК, несущая фМет, находит на мРНК стартовый кодон (АУГ) и прикрепляется к нему.
После этого к конструкции присоединяется большая 50S субъединица, завершая формирование рабочей 70S рибосомы.
Внутри собранной рибосомы молекула фМет-тРНК располагается в P-участке (пептидильном). Соседний A-участок (аминоацильный) в этот момент остается полностью свободным — он готов принять следующую транспортную РНК для продолжения синтеза.
Элонгация: наращивание пептидной цепи
На этапе элонгации рибосома последовательно продвигается по мРНК в направлении от 5’- к 3’-концу, прикрепляя новые аминокислоты. Этот цикл состоит из нескольких строгих шагов:
- Связывание. В пустой А-участок заходит новая аминоацил-тРНК. Она несет специфическую аминокислоту и связывается с мРНК по принципу комплементарности.
- Пептидилтрансферазная реакция. Фермент пептидилтрансфераза сшивает две аминокислоты. Возникает пептидная связь между формилированным метионином, который находился в P-участке, и только что прибывшей аминокислотой в А-участке.
- Транспептидация. В результате сшивания тРНК из А-участка забирает на себя фМет. Теперь эта тРНК удерживает уже дипептид (цепочку из двух аминокислот).
- Транслокация. Рибосома делает шаг вперед ровно на три нуклеотида в сторону 3’-конца. В этом ей помогает фермент транслоказа, который сдвигает мРНК.
Во время сдвига происходят перестановки тРНК: та молекула, которая отдала фМет и стала «пустой», покидает P-участок. На ее место (в освободившийся P-участок) переходит тРНК с дипептидом, ранее находившаяся в А-участке.
Итог цикла: А-участок вновь свободен. Система готова принять следующую аминоацил-тРНК, и весь круг элонгации повторится.
Группы антибиотиков, ингибирующих 30S субъединицу, легко запомнить по правилу «Два А, два Т/Ц»: Аминогликозиды, Аминоциклитолы, Тетрациклины, Глицилциклины. Остальные из списка действуют на 50S.
Вопросы с занятий и экзамена
Какая субъединица связывается с мРНК в самом начале инициации?
Первоначально матричная РНК связывается с малой (30S) субъединицей рибосомы, и только после присоединения фМет-тРНК комплекс закрывается большой 50S субъединицей.
В каком направлении рибосома считывает мРНК?
Продвижение рибосомы (и работа фермента транслоказы) всегда идет от 5’-конца к 3’-концу матричной РНК.
Где находится транспортная РНК со стартовой аминокислотой после сборки 70S рибосомы?
Молекула фМет-тРНК располагается в пептидильном P-участке, оставляя соседний аминоацильный A-участок свободным для следующего этапа.
Что ещё разобрать по теме
- Роль фермента транслоказы при шаге рибосомы
- Механизм пептидилтрансферазной реакции
- Пространственное распределение P- и A-участков рибосомы
- Функция стартового кодона АУГ в трансляции
Разберите тему целиком в курсе «Фармакология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Синтез белка бактерий: мишени для антибиотиков» и ещё 5 262 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 116 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Антибактериальные химиотерапевтические средства»
Бесплатные видеоуроки: фармакологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.