Ugrás a tartalomhoz

Molekuláris biológia I-II.

Bálint Miklós (2010)

Educatio Társadalmi Szolgáltató Nonprofit Kft.

3.10. A szupresszor tRNS-ek

3.10. A szupresszor tRNS-ek

Ha egy génben mutáció révén egy ,,sense” (értelmes) kodonból ,,nonsense” (értelmetlen) kodon, vagyis stopkodon alakul ki, az rendszerint letális (végzetes), mivel az illető fehérje nem tud szintetizálódni. Ezt a hibát egy másik génben bekövetkezett mutáció viszont ellensúlyozni tudja. Ez az ún. ,,intergenikus szupresszió”. A jelenség megismerése után sok évvel derült ki, hogy ilyenkor egy tRNS génje mutál úgy, hogy az értelmesnek fogja olvasni a stopkodont is.

Például egy fehérjeláncközi GAG kodon triplettje (Glu) UAG stopkodonra mutál (nonsense mutáció). Így egy inaktív fehérjefragment keletkezik.

Ezután egy második mutáció következik be a Tyr-tRNS génjében úgy, hogy az antikodon GUA-ról CUA-ra mutál, amely az UAG stopkodont is értelmes kodonként ismeri fel, és így helyére Tyr épül ugyan be, de aktív fehérje keletkezik. (5 UAG 3 – stopkodon, 3 AUC 5 – mutált Tyr-antikodon.)

A normál Tyr tRNS antikodonja UAC-t vagy UAU Tyr-kodont ismer fel. Ezen tRNS-ek csak egy kisebb része mutál a ,,szupresszió érdekében”. Ennek megfelelően a normál Tyr-beépítés is folyik más fehérjékben. Az is következmény, hogy nem is lesz teljes mértékű a szupresszió. Felmerül azonban a kérdés, hogy akkor hogyan érvényesül egyáltalán a termináció (vagyis keletkezik bizonyos mértékben inaktív fehérjefragment is). Ezt úgy lehet magyarázni, hogy nemcsak egy stopjel van.

Számos szupresszor tRNS ismeretes az ún. amber (UAG) (borostyánkő), ochre (UAA) (okkersárga) és opal (UGA) (opál) stopjelek szupressziójára (3.7. táblázat). (Az elnevezések labor szlengből erednek).

 

3.7. táblázat. Az E. coli ,,nonsense” szupresszorai.

 

   

Ismeretes a ,,missence” (téves értelmű) szupresszió jelensége is. Ilyenkor pl. mutáció révén alakul ki egy Arg kód, ill. kodon. Az ezt szupresszáló tRNS viszont az Arg helyére mondjuk Glyt épít be.

Az ún. ,,frame shift” ( leolvasási kereteltolódás) szupresszió pedig azt jelenti, hogy a kódba (ill. kodonba) egy bázis épül be (inszertálódik), vagyis a kodon hárombetűsből négybetűssé válik. Természetesen ez frame stift mutációt okoz. Ezt a hibát az ellensúllyozza, hogy olyan szupresszor tRNS alakul ki mutáció révén, aminek szintén négybetűs lesz az antikodonja és így a kereteltolódás megszűnik. (Például 5UUUC3 kodon eredetileg Phet jelentett és 3AAAG5 antikodon most is Phet fog jelenteni.)

Számos pro- és eukarióta enzim része a szelenocisztein (a 21. aminosav), ami nem utólagos módosulás révén jön létre, hanem ezt az aminosavat is egy ,,nonsense” szupresszor tRNS építi be.

A szelenocisztein szerkezete:

Ilyen található pl. a formát-dehidrogenáz enzimben, amely a következő reakciót katalizálja E. coliban.

Szelenocisztein található a glutation-peroxidáz enzimben is (egér és ember esetén is). Ez a következő méregtelenítő reakciót katalizálja.

Az 5UGA3 (opal) stopkodont ilyenkor speciális tRNSSec ismeri fel 3ACT5 vagy 3ACU5 antikodonja által. A tRNS-szintetáz a tRNSSer-t először valóban szerinnel kapcsolja össze, de a szelén utólag épül be (a kénatom helyére), még a riboszómához való kötés előtt.

Felmerül a kérdés, hogy a fehérjeszintetizáló rendszer hogyan tesz különbséget a normál 5UGA3 (opál) stopkodon és a szelenociszteint jelentő 5UGA3 kodon között. Lehet, hogy ha sok szerin van jelen, akkor fejeződik ki a szerinszupresszor tRNS, és ez váltja ki a szelenocisztein beépülését.