Система синтезу білків в мітохондріях

Система синтезу білків в мітохондріях

Апарат білкового синтезу, локалізований у мітохондріях, призначення для утворення дуже малої кількості білків, що становить не понад 7 -10% білків внутрішньої мембрани мітохондрій. Основним продуктом мітохондріального білкового синтезу є поліпептиди із сильно вираженими гідрофобними властивостями Пинус, Рабинович, 1977.

Апарат трансляції мітохондрій характеризується поруч унікальних властивостей. Перш на, це стосується розміру рибосом. Мітохондріальні рибосоми тварин — найменші серед всіх відомих типів рибосом, що зумовлено відносно невеликими розмірами рРНК, відсутністю 5S рРНК, малим розміром рибосомальних білків Мінченко, 1987. У порівнянні із цитоплазматичними та бактеріальними мітохондріальні рибосоми тварин характеризуються более низьким співвідношенням РНК та білка. У клітинах жаби у великій субчастинці мітохондріальних рибосом вміст РНК становить 32%, в малій субчастинці - 20%, тоді як в цитоплазматичних рибосомах ця величина дорівнює 58% РНК для великої субчастинки й 50% РНК для малої субчастинки. Для мітохондрій ссавців встановлено, що вміст РНК у їхніх рибосомах приблизно вдвічі нижчий в порівнянні із іншими рибосомами Озернюк, 1978.

Рибосоми тварин містять не менш ніж 87 білків: 52 білки у великій субодиниці (молекулярна маса — 8,8 — 49 тис. дальтон) й 33 білки у меншій субодиниці (молекулярна маса — 10 — 48 тис. дальтон), причому усі смердоті різняться за електрофоретичною рухливістю від білків цитоплазматичних рибосом. Унікальними є й мітохондріальні мРНК. Вони не містять довгих фланкіруючих ділянок, що не транслюються, котрі присутні в мРНК із цитоплазми, й відповідальні за зв’язування із рибосомами, характеризуються вкороченими полі-А-послідовностями та відсутністю «кепів», необходимых для ефективної трансляції цитоплазматичних мРНК Гаузе, 1977.

Коли стосується мітохондріальної ДНК, то відомо, що вон успадковується лише по материнській лінії. Сцолозі Szollozi, 1965; цит. за: Білл, Ноулз, 1981 виявив, що у щурів при заплідненні мітохондрії сперміїв входять в яйцеклітину, а потім набухають й руйнуються. Існують докази того, що после запліднення мітохондріальна ДНК елімінується Hutchison et al. 1974, цит. за Білл, Ноулз, 1981. Висловлено припущення, що по батьківській лінії може передаватися не более ніж одна молекула ДНК мітохондрій на 25 тисяч материнських молекул. Минченко, Дударева, 1990.

У ссавців мітохондріальний геном уявлень кільцевою мітохондріальною ДНК розміром близько 5 мкм (молекулярна маса приблизно 10 МД), що присутня в мітохондріях у вигляді ковалентно замкнутих форм, що перебувають у надспіралізованому стані Мінченко, 1987.

Комплементарні ланцюги в мітохондріальної ДНК більшості тварин суттєво різняться за плавучою щільністю в градієнтах лужного хлориду цезію, оскільки мають неоднаковий середній нуклеотидний склад, що коливається у тварин різних видів у значних межах. Частина молекул ДНК в мітохондріях клітин більшості організмів присутня у вигляді олігомерних форм, що поділяються на два класи: кільцеві олігомери, тобто молекули із контурною довжиною, кратною довжині мономерних кілець й ланцюгові олігомери (катенани) що складаються з зв’язаних топологічним зв’язком мономерних кілець Мінченко, Дударева, 1990.

Особливістю мітохондріальної системи трансляції є також ті, що синтез білків в мітохондріях людини й тварин здійснюється за участю лише 22 — 23 тРНК. Цієї кількості тРНК достатньо завдяки бо система генетичного коду мітохондрій змінена в порівнянні з універсальним генетичним кодом. (табл.1). Більшість мітохондріальних тРНК здатні зчитувати по чотири кодони, котрі різняться за третім нуклеотидом, тобто при наявності чотирьох варіантів кодування однієї амінокислоти. Слід також відмітити, що розмір мітохондріальних тРНК клітин тварин менший у порівнянні із цитоплазматичними тРНК. Anderson et al., 1981.