Нуклеиновые кислоты. 10

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ 

Нуклеопротеины – сложные белки, которые состоят из белковой части и небелковой части – простетической группы, которая представлена нуклеиновыми кислотами. Существует 2 типа нуклеопротеинов, которые отличаются по составу, размеру и физико-химическим свойствам: дезоксирибонуклеопротеины (ДНК) и рибонуклеопротеины (простетическая группа РНК). Дезоксирибонуклеопротеины преимущественно локализованы в ядре клеток и в митохондриях. Рибонуклеопротеины – в цитоплазме, ядре и ядрышках.

Белковая часть нуклеопротеинов представлена гистонами и негистоновыми белками. Различают 5 классов гистонов (Н1, Н2А, Н2В, Н3 и Н4), которые различаются по размерам, аминокислотному составу и заряду. Гистоновые белки имеют положительный заряд, который обусловлен наличием положительно заряженных аминокислот – аргинина и лизина. Негистоновые белки представлены сложными белками-ферментами, а также регуляторными белками и являются кислыми, т.е. имеют отрицательный заряд.

1. Структура нуклеиновых кислот

При гидролизе нуклеиновых кислот образуются пуриновые (аденин, гуанин) и пиримидиновые (тимин, цитозин, урацил) основания, углевод (рибоза или дезоксирибоза) и фосфорная кислота.

Рибоза Дезоксирибоза

 Отличиями в строении  ДНК и РНК являются: в ДНК  углевод дезоксирибоза, в РНК – рибоза; в ДНК содержится тимин, в РНК – урацил.

цитозин  тимин

урацил  аденин

гуанин

Известно, что структурными единицами нуклеиновых кислот являются мономерные молекулы – мононуклеотиды. Следовательно, нуклеиновые кислоты представляют собой полинуклеотиды. Мононуклеотиды легкообразуются при гидролизе ДНК и РНК в присутствии нуклеаз, состоят из трех специфических компонентов: азотистого основания, углевода и фос-форной кислоты.  Соединения азотистого (любого) основания и углевода (рибозы или дезоксирибозы), получившие название нуклеозидов, легко образуются из мононуклеотида при гидролитическом отщеплении фос-форной кислоты в присутствии щелочи или при участии специфических ферментов – нуклеотидаз. Нуклеозиды содержат пуриновое или пиримидиновое основание, соединенное с углеводом N-гликозидной связью.

В образовании гликозидной  связи в пуриновых нуклеотидах  принимает участие N-9 пурина и С-1' пентозы, а в пиримидиновых нуклеотидах  – N-1 пиримидина и С-1' пентозы. Для того, чтобы отличить углеродные атомы рибозы или дезоксирибозы от углеродных атомов, входящих в состав пуриновых или пиримидиновых оснований, первые принято обозначать символом «штрих».

Мононуклеотиды, присоединяя еще один остаток фосфата, образуют фосфоангидридную связь и превращаются в нуклеозиддифосфаты (соответственно они обозначаются сокращенно АДФ, ГДФ, УДФ, ЦДФ и ТДФ). Последние, присоединяя еще один остаток фосфата, образуют нуклеозидтрифосфаты (соответственно обозначаются АТФ, ГТФ, УТФ, ЦТФ и ТТФ). аденозин-5- трифосфат

Нуклеотиды в нуклеиновых кислотах связаны 3’,5’-фосфодиэфирными связями, которая возникает между 3’-ОН группой углевода одного нуклеотида и 5’-ОН группой углевода другого нуклеотида.

основание основание основание

пентоза пентоза пентоза

РНК – одноцепочечная молекула. Однако при наличии в цепи РНК участков с комплементарной последовательностью единичная цепь РНК способна сворачиваться с образованием так называемых «шпилек», структур, имеющих двуспиральные характеристики.

Для понимания ряда особенностей первичной структуры ДНК важное значение имеют закономерности количественного содержания азотистых оснований, установленные впервые Э.Чаргаффом в 1949 году и названные правилами Чаргаффа:

1. Количество пуриновых оснований равно количеству пиримидиновых оснований.

2. Количество аденина и цитозина равно количеству гуанина и Тимина.

3. Количество аденина равно количеству тимина, а количество гуанина равно количеству цитозина.

4. Коэффициент специфичности, который отражает для эукариот этот коэффициент ниже единицы (0,54 – 0,94), для прокариот – выше единицы.

В соответствии с моделью  Уотсона и Крика (1953 г.) вторичная структура ДНК молекула ДНК состоит из 2-х цепей, образуя правовращающую спираль, в которой обе полинуклеотидные цепи закручены вокруг одной и той же оси. Удерживаются полинуклеотидные цепи водородными связями, образующимися между комплементарными азотистыми основаниями: между А и Т – две водородные связи, Ц и Г – три водородные связи. Азотистые основания расположены внутри спирали, а фосфорные остатки и углеводные компоненты – снаружи. Кроме водородных связей в стабилизации молекулы ДНК принимают участие силы гидрофобного взаимодействия, образующегося между плоскостями оснований внутри данной цепи.

ДНК в клетке имеет  длину 1,74 м, поэтому понятно, что в ядре происходит упаковка ДНК. Третичная структура ДНК прокариот может образовываться в результате дополнительного скручивания в пространстве двуспиральной молекулы с образованием суперспирали или суперкольца. У высших организмов ДНК находится в хромосомах, которые при митозе видны в световой микроскоп. В каждой хромосоме находится молекула ДНК, которая составляет основу хроматина. Хроматин – комплекс ДНК с РНК и белками (ДНК 30-45%, гистоны 30-50%, негистоновые белки 4-30%, РНК до 10%).

Основные функции ДНК: 1) хpанение запаса генетической инфоpмации, необходимой для кодиpования стpуктуpы  всех белков и всех РНК каждого  вида оpганизма; 2) pегуляция во вpемени  и пpостpанстве биосинтеза компонентов  клеток и тканей; 3) опpеделение деятельности оpганизма в течение его жизненного цикла; 4) обеспечение индивидуальности данного оpганизма.

2. Виды и  функции РНК

Все типы РНК пpедназначены  для снятия инфоpмации о стpуктуpе  белка с ДНК и обеспечения  биосинтеза белка в соответствии с этой инфоpмацией. РНК является одиночной полинуклеотидной цепью, постpоенной из четыpех основных типов pибонуклеотидов - АМФ, ГМФ, ЦМФ и УМФ.

Различают следующие  типы РНК:

Инфоpмационная, или матричная РНК (м- или и-РНК), м.м. 25000-1000000 Да, состоит из 75-300 нуклеотидов, синтезиpуется в ядpе из пpе-м-РНК; составляет 5-7% от всей клеточной РНК. Выполняют функции матриц белкового синтеза, определяют аминокислотную последовательность белка.

Транспортные РНК (тРНК) – около 15%. Транспортные РНК обладают небольшой молекулярной массой (~ 25 000) и содержатся в растворимой фракции цитоплазмы, выполняя функцию переноса аминокислот к месту синтеза белка – рибосоме. Содержат около 75 нуклеотидов.

Рибосомные РНК (рРНК) – 80-85%, имеют разную и значительно большую молекулярную массу (35000-1000000, что соответствует 100-3100 нуклеотидам), являются структурными компонентами рибосом.

3. Свободные нуклеотиды

К свободным нуклеотидам  относятся нуклеозидтрифосфаты: АТФ, ГТФ, ЦТФ, УТФ, ТТФ, а также ц-АМФ, ц-ГМФ.

АТФ – универсальный аккумулятор энергии в живых организмах и субстрат для биосинтеза НК. В норме в тканях на долю АТФ приходится 75% адениновых нуклеотидов. В клетках энергия, накопленная в виде АТФ, используется в многочисленных процессах: различные формы движения, внутриклеточный транспорт ионов и других веществ, биосинтез белков, НК, жирных кислот, липидов, углеводов.  Адениновые нуклеотиды в организме человека понижают кровяное давление, активируют мускулатуру матки, усиливают сократительную деятельность сердечной мышцы, поэтому находят применение при спазмах сосудов, миокардиодистофии, мышечной дистрофии и др. В крови здорового человека содержание АТФ составляет 48,8мг\100 мл. При авитаминозах PP, В1, В2, К, при недостатке кислорода синтез АТФ в тканях уменьшается. Падение уровня АТФ в крови наблюдается при циррозе печени, инфаркте миокарда, при травмах черепа и опорно-двигательного аппарата, при бронхиальной астме, пневмониях.

Особую роль в организме  играет ц-АМФ, который является посредником  в осуществлении функций различных гормонов и других БАВ.

циклическая АМФ 

Адреналин, глюкагон, а  также секретин, окситоцин, простагландины изменяют активность аденилатциклазы  и осуществляют свое действие с помощью ц- АМФ. ц-АМФ представляет собой универсальный эффектор, споосбный изменять активность разнообразных внутриклеточных ферментов.

4. МАТРИЧНЫЕ СИНТЕЗЫ

Существует 3 вида передачи наследственной информации: 1)  ДНК ® ДНК – репликация; 2) ДНК ® РНК – транскрипция и 3) РНК ® белок – трансляция.

ДНК является макромолекулой, которая переносит генетическую информацию от поколения к поколению. Одна клетка млекопитающих содержит только несколько пикограмм (10^-12 г) ДНК.

4.1. Репликация

Репликация - процесс  передачи генетической информации от ДНК к ДНК. Протекает в S-фазу клеточного цикла.

Репликация происходит полуконсервативным способом. Полуконсервативный способ означает, что цепи материнской молекулы ДНК расходятся и каждая служит матрицей для синтеза новой комплементарной последовательности. Две образовавшиеся двуспиральные молекулы ДНК, каждая из которых состоит из одной родительской и одной вновь синтезированной комплементарной цепи, распределяются между двумя дочерними клетками. Таким образом, каждая из дочерних клеток получают информацию, идентичную той, которой обладала родительская клетка.

Основное функциональное значение процесса репликации ДНК заключается в снабжении потомства генетической информацией. Для обеспечения генетической стабильности организма и вида ДНК должна реплицироваться полностью и с очень высокой точностью.

Условия, необходимые для репликации

1. Матрица, которой является неспаренная цепь ДНК.

2. Субстраты синтеза, которыми являются дезоксинуклеозидтрифосфаты (дАТФ, дГТФ, дЦТФ, ТТФ).

3. Ферменты и белковые факторы, участвующие в синтезе ДНК:

Все ферменты и белковые факторы, участвующие в репликации, образуют макромолекулярный комплекс, называемый реплисомой.

Различают 3 стадии репликации: инициации, элонгации и терминации.

Стадия инициации

1. Репликация ДНК начинается одновременно во многих точках (их число может превышать тысячу), которые называются точками инициации.

2. К точкам инициации присоединяются ферменты хеликазы (helix - спираль), которые расплетают короткие участки ДНК. На разделение каждой пары оснований расходуется энергия гидролиза двух молекул АТФ.

3. Как только небольшой участок ДНК оказывается расплетенным, к каждой из разделившихся цепей прочно присоединяются несколько молекул ДНК-связывающего белка, которые препятствуют образованию комплементарных пар и обратному восстановлению цепей.

4. В результате расплетения молекулы ДНК образуются репликационные пузыри, каждый их которых состоит из 2 репликативных вилок. Процесс репликации происходит в обеих репликативных вилках, но имеет противоположное направление, что обусловлено антипараллельностью молекулы ДНК.

5. В каждой репликативной вилке выделяют 3' и 5' концы. Синтез дочерних нитей ДНК происходит всегда в направлении 5'®3'. Стадия инициации завершается синтезом праймера - короткого фрагмента РНК, состоящего из 10 рибонуклеотидов, комплементарных одной из цепи матричной ДНК. Синтез праймера осуществляется ферментом ДНК-зависимой-РНК-полимеразой или праймазой. Синтез праймера необходим для фермента ДНК-полимеразы III, который не может начать синтез дочерней нити ДНК на "пустом" месте. 3’-ОН группа концевого рибонуклеотида праймера служит затравкой для синтеза ДНК под действием ДНК-полимеразы III.

Стадия  элонгации

1. К 3’-ОН группе праймера присоединяется ДНК-полимераза III которая по принципу комплементарности синтезирует дочернюю цепь ДНК в направлении 5’®3’. Если направление синтеза дочерней цепи ДНК и направление движения репликативной вилки совпадают, то цепь синтезируется непрерывно и называется лидирующей.

2. Если направление синтеза ДНК и движение репликативной вилки не совпадают – цепь синтезируется фрагментами и называется запаздывающей. Фрагменты, синтезиpованные в запаздывающей цепи, называются фрагментами Рейджи Оказаки и состоят из 1000-2000 нуклеотидов у пpокаpиот и 100-200 нуклеотидов у эукариот.

3. После завеpшения синтеза фpагмента Оказаки РНК-затpавка (пpаймеp) удаляется нуклеотид за нуклеотидом с помощью 5'®®3' экзонуклеазной активности ДНК-полимеpазы I. По мере отщепления рибонуклеотидных мономеров каждый из них замещается на соответствующий дезоксирибонуклеотид в ходе полимеpазной pеакции, осуществляемой ДНК-полимеpазой I (пpи этом в качестве затpавки используется 3'-конец пpедыдущего фpагмента Оказаки). Новый фрагмент Оказаки присоединяется к отстающей цепи ДНК с помощью феpмента ДНК-лигазы. Источником энергии для этой pеакции у эукаpиот служит АТФ. ДНК-лигаза не может соединить две молекулы одноцепочечной ДНК. Цепи ДНК, соединяемые ДНК-лигазой, должны быть частью двухцепочечной молекулы ДНК.

Теpминация синтеза ДНК наступает вследствие исчеpпания матpицы. Репликационные пузыри сливаются, молекулы дочерней цепи ДНК сшиваются ДНК-лигазой и на каждой матpице обpазуется дочеpняя цепь ДНК.

Множество химических и физических агентов (ионизирующая радиация, УФО, алкилирующие агенты) вызывают в ДНК повреждения 4 основных типов.

1. Затрагивающие единичные  нуклеотиды: депуринизация; дезаминирование  цитозина до урацила; дезаминирование  аденина до гипоксантина; алкилирование  оснований; вставка или делеция  нуклеотида; включение основания-аналога.

2. Затрагивающие пару  нуклеотидов: УФ-индуцируемое образование  тиминовых димеров; поперечные  сшивки бифункциональным алкилирующим  агентом.

3. Разрывы цепей: ионизирующая  радиация; радиоактивная дезинтеграция  каркаса ДНК.

4. Поперечные сшивки: между основаниями одной цепи  или разных цепей; между ДНК  и молекулами белка (например, гистонами).

Поврежденные участки  могут быть подвергнуты репарации, замещены путем рекомбинации или  остаться без изменений. В последнем  случае возникают мутации, потенциально ведущие к гибели клетки.

Основной путь репарации ДНК включает 3 этапа:

1. Измененный участок  ДНК распознается и удаляется  при помощи ферментов ДНК-репарирующих  эндонуклеаз.

2. ДНК-полимераза I связывается с 3’-концом поврежденной цепи ДНК и заполняет брешь, присоединяя нуклеотиды друг за другом комплементарно неповрежденной цепи ДНК.

3. ДНК-лигаза сшивает  фрагменты ДНК и, тем самым,  завершает восстановление структуры  ДНК. 

4.2. Транскрипция

Синтез РНК на матрице  ДНК называется транскрипцией. Последовательность рибонуклеотидов в молекуле РНК комплементарна последовательности дезоксирибонуклеотидов одной из цепи ДНК. Та из двух цепей ДНК, по которой непосредственно идет транскрипция РНК-молекул, называется кодирующей цепью. Другую цепь называют некодирующей цепью соответствующего гена. Единицей транскрипции является оперон (у прокариот) и транскриптон (у эукариот). По функциональному признаку в опероне выделяют регуляторные и структурные области:

1) промотор - место инициации транскрипции, к которому присоединяется фермент РНК-полимераза;

2) ген-оператор (или акцепторная зона у эукариот) - место связывания регуляторных белков, например, белка-репрессора;

3) структурные гены, включающие информативные участки - экзоны и неинформативные участки - интроны;

4) терминатор - последовательность нуклеотидов, сигнализирующая о завершении транскрипции.

Факторы, необходимые для транскрипции

1. Матрица, которой является неспаренная цепь ДНК.

2. Субстраты. Для синтеза РНК необходимы четыре типа рибонуклеозидтрифосфатов: АТФ, ГТФ, ЦТФ, УТФ. Разрыв макроэргической связи между α и β-остатками фосфорной кислоты обеспечивает процесс синтеза энергией.

3. Транскрипция происходит с участием фермента ДНК-зависимой РНК-полимеразы.

Механизм транскрипции

Синтез РНК включает 3 стадии: инициации, элонгации и  терминации.

1. На стадии инициации РНК-полимераза находит промотор и происходит присоединение всей молекулы РНК-полимеразы. Синтезируемые цепи РНК имеют на 5’-конце обычно остаток ГТФ или АТФ (рррА, либо рррГ). В отличие от синтеза ДНК затравка в этом случае не нужна. Следовательно, новообразованная цепь РНК имеет трифосфатную группу на 5’-конце и свободную ОН-группу на 3’-конце.

2. На стадии элонгации РНК полимераза синтезирует цепь РНК в направлении 5’®3’ антипараллельно матричной цепи ДНК. В ходе транскрипции новосинтезированная цепь РНК временно образует короткие отрезки гибридной спирали ДНК-РНК. По мере того, как расплетается очередной участок ДНК, транскрибированный участок восстанавливает свою двуспиральную конформацию. Максимальная скорость элонгации составляет примерно 50 нуклеотидов в секунду.

3. Сигнал терминации синтеза молекулы РНК представляет собой определенную последовательность нуклеотидов, расположенную в рамках кодирующей цепи ДНК. Этот сигнал распознается терминирующим белком - r-фактором. После терминации синтеза данной цепи РНК кор-фермент отделяется от ДНК-матрицы и, может узнавать соответствующие промоторные участки и приступать к синтезу новой молекулы РНК. Одну и ту же кодирующую цепь могут одновременно считывать несколько молекул РНК-полимеразы, но процесс отрегулирован таким образом, что в каждый данный момент каждая молекула транскрибирует различные участки ДНК.

В результате транскрипции образуются три типа предшественников РНК (первичные транскрипты): предшественник мРНК, или гетерогенная ядерная РНК (пре-мРНК или гяРНК), предшественники рРНК (прерРНК), содержащие 5,8S РНК, 18S РНК и 28S РНК у эукариот и, соответственно 5S, 16S РНК и 23S РНК у прокариот, предшественники тРНК (пре-тРНК). Они представляют собой копию оперона и содержат информативные и неинформативные последовательности. Образование функционально активных молекул РНК называется процессингом и продолжается после завершения транскрипции.

Процессинг включает в себя: вырезание неинформативных  участков, сшивание информативных участков (сплайсинг) и модификацию 5’ и 3’-концов РНК.

13.3. Биосинтез белка (трансляция)

Генетическая информация, хранящаяся в ДНК, передается на РНК. Биосинтез белка или полипептида на матрице РНК называется трансляцией.

Процесс биосинтеза белка протекает в 5 основных этапов, каждый из которых требует ряда компонентов.

I этап: активация аминокислот

На этом этапе, который  протекает в цитозоле, а не в рибосоме, каждая из 20 аминокислот ковалентно присоединяется к определенной тРНК, используя для этого энергию АТФ.

Необходимые компоненты:

1) 20 аминокислот; 10 аминокислот являются незаменимыми и должны поступать с пищей; если отсутствует хотя бы одна аминокислота, процесс биосинтеза белка прекращается; 2) ферменты аминоацил-тРНК-синтетазы; 3) тРНК; 4) АТФ; 5) Mg²⁺.

Активация аминокислот  и их присоединение к тРНК осуществляется специфическими аминоацил-тРНК-синтетазами, которые называют активирующими ферментами.

II этап: инициация полипептидной цепи

Необходимые компоненты:

1) мРНК; 2) инициирующая аминоацил-тРНК (формилметионил-тРНК); 3) 30S и 50S субъединицы рибосом; 4) ГТФ; 5) Mg²⁺; 6) факторы инициации (IF-1, IF-2, IF-3).

На стадии инициации требуется разместить рибосому на 5’-конце мРНК и с инициирующим кодоном ее (АУГ) связать антикодоном формилметионин-тРНК.

III этап – элонгация полипептидной цепи

Необходимые компоненты для элонгации:

1) полный набор аминоацил-тРНК; 2) Mg²⁺; 3) факторы элонгации EF-T_u, EF-T_s и EF-G; 4) пептидилтрансфераза.

Цикл элонгации включает 3 этапа: 1) связывание аминоацил-тРНК; 2) образование пептидной связи; 3) траслокация.

1. Фактор элонгации EF-T_u образует комплекс с ГТФ, который связывается со всеми аминоацил-тРНК в цитоплазме. Тройной комплекс, содержащий аминоацил-тРНК, связывается антикодоном с кодоном мРНК в А-участке рибосомы по принципу комплементарности. Фактор элонгации EF-T_u обладает ГТФ-азной активностью и гидролизует ГТФ. После этого EF-T_u, ГДФ и Рн удаляются из рибосомы и исходный комплекс регенерирует при помощи T_s и ГТФ. 

2. С участием фермента пептидилтрансферазы (составная часть 50S субъединицы рибосомы) происходит образование пептидной связи между находящимися рядом формилметионином и аминокислотой в А-участке за счет энергии макроэргической связи аминоацил-тРНК.

3. После образования связи ненагруженная тРНК занимает Р-участок, а дипептидил-тРНК знимает А-участок. 

4. При участии фактора EF-G и за счет энергии ГТФ происходит процесс транслокации – рибосома перемещается на один кодон мРНК в направлении 5’→3’ и пептидил-тРНК перемещается в Р-участок.

5. В результате транслокации в А-участок рибосомы приходит следующий новый кодон мРНК. К нему методом случайного подбора присоединяется комплементарная аминоацил-тРНК. Между дипептидом Р-участка и аминокислотным остатком в А-участке замыкается пептидная связь. Возникший трипептид транслоцируется в Р-участок, а в А-участок приходит следующий новый кодон мРНК и т.д. Таким образом, процесс повторяется пока в Р–участок не придет один из терминирующих кодонов.

IV этап – терминация

Необходимые компоненты этапа:

1) АТФ; 2) терминирующий (нонсенс-кодон); 3) факторы терминации – RF-1  и RF-2; 4) пептидилтрансфераза; 5) фактор RRF (ribosome release factor).

1. После многих циклов элонгации, в результате которых синтезируется полипептидная цепь белка, в А-участке появляется терминирующий или нонсенс-кодон.

2. В норме отсутствуют молекулы тРНК, способные узнавать нонсенс-кодоны. Факторы терминации узнают данные кодоны: RF-1 узнает кодоны УАА и УАГ, RF-2 – УАА и УГА.

3. Связывание релизинг-фактора с терминирующим кодонам в А-участке активирует пептидилэстеразу, которая гидролизует связь между полипептидом и тРНК в Р-участке. После гидролиза и высвобождения синтезированного полипептида и тРНК рибосома диссоциирует на малую и большую субъединицы, готовых к синтезу новой полипептидной цепи.

13.4. Регуляция биосинтеза белка

Живые клетки имеют точно запрограмированные механизмы, регулирующие синтез различных  белков таким образом, что в любой клетке присутствует определенное количество молекул каждого белка, позволяющее ей осуществлять свои метаболические процессы плавно и с максимальной эффективностью.

Процесс биосинтеза белка может регулироваться на уровне транскрипции и трансляции. У прокариот эта регуляции осуществляется преимущественно на уровне транскрипции.

Согласно  теории Ф.Жакоба и Ж.Моно в биосинтезе белков у бактерий участвуют структурные  гены, ген-оператор и ген-регулятор. Структурные гены определяют первичную  структуру белков. Функционирование структурных генов контролируется геном-оператором. Процесс транскрипции начинается с промотора. Деятельность оперона находится под контролирующим влиянием другого участка ДНК, получившего название  гена-регулятора. Структурные гены и ген-регулятор связаны специфическим белком – репрессором. Образование репрессора происходит в рибосомах на матрице специфической мРНК, синтезированной на гене-регуляторе. Репрессор имеет сродство к гену-оператору и обратимо соединяется с ним в комплекс. Если репрессор связан с геном-оператором, то РНК-полимераза не может синтезировать мРНК и, следовательно, белки. Если ген-оператор свободен, процесс транскрипции возможен и информация структурных генов используется для синтеза белков. Освобождение репрессора от гена-оператора происходит при его связывании с определенными низкомолекулярными веществами, называемыми индукторами, или эффекторами. В качестве индукторов часто выступают субстраты реакций.

В некоторых случаях молекулы репрессора не обладают способностью подавлять деятельность гена-оператора, но приобретают такую способность после образования комплекса с конечным или одним из конечных продуктов биосинтетического процесса. Конечный продукт выступает в качестве корепрессора.

Препараты, влиящие  на синтез белка, широко используются в практике. Индукторы применяются с целью стимуляции синтеза белка в поврежденных или ослабленных длительным бездействием (атрофичных) органах. Ингибиторы синтеза белка применяются в противоположных целях: для подавления деления и роста клеток.

Препараты, усиливающие  биосинтез белков, относятся к  так называемым   анаболическим средствам. Анаболические средства бывают гормональные и негормональные. Наиболее выраженной способностью к индукции синтеза белка из гормонов обладают анаболические стероиды (производные мужских половых гормонов), которые сипользуются для только для стимуляции биосинтеза белков и нуклеиновых кислот в организме. Анаболической активностью обладает инсулин, который активирует синтез белка на уровне трансляции.

К негормональным анаболическим средствам относятся предшественники нуклеотидов и нуклеиновых кислот. Например, оротат калия (стимуляция синтеза пиримидиновых нуклеотидов), инозин. Данные препараты используются в качестве структурного материала и служит индуктором синтеза белка.

Ингибиторы синтеза белка делятся  на ингибиторы: 1) транскрипции; 2) процессинга  и транспорта РНК и 3) трансляции.

Ингибиторы транскрипции по механизму делятся на три группы: 1) ингибиторы РНК-полимераз; 2) вещества, связывающиеся с матрицей ДНК и нарушающие работу РНК-полимеразы и 3) структурные аналоги нуклеотидов, включающиеся в мРНК. Препаратом 1-й группы является α-аманитин (яд бледной поганки), избирательно ингибирующий РНК-полимеразу III (ответственную за транскрипцию мРНК); рифампицин, ингибирующий ядрышковую РНК-полимеразу I (отвечает за транскрипцию рРНК) и обратную транскриптазу.

Ко второй группе относятся  актиномицин D (используется в биохимических исследованиях), антибиотики оливомицин, дактиномицин и растительные алкалоиды винбластин и винкристин, которые применяются в медицине как противоопухолевые препарты.

К третьей группе относится, например, 5-фторурацил, включающийся в  мРНК вместо природного нуклеотида и  приводящий в негодность синтезируемую  матрицу РНК.

Ингибиторы процессинга и транспорта РНК. К ним относятся ингибиторы внутриядерных РНКаз, РНК-лигаз, осуществляющих различные фазы созревания РНК. Препятствует присоединению полиаденилового фрагмента к мРНК кордицепин.

Ингибиторы трансляции. К ним относятся антибиотики, применяемые как антибактериальные препараты.

Хлорамфеникол действует  на 70S рибосомы и рибосомы митохондрий и хлоропластов эукариот. Хлормафеникол связывается с 50S субчастицей рибосом и блокирует пептидилтрансферазную реакцию, вызывая преждевременный обрыв синтезируемой полипептидной цепи.