Регуляция экспрессии генов на пострансляционном уровне.

Будет ли синтезированный на рибосомах белок выполнять присущие ему

функции, зависит от того: (– через какое время он разрушится; – синтезируется ли он сразу в активной форме или должен будет сначала претерпеть посттрансляционные перестройки и “усовершенствования”(приобретение правильной пространственной структуры, ковалентные модификации, переход из зимогенной в функционально активную форму и др.); – попадет ли он в нужное место клетки или организма, где должен функционировать.)

В связи с этими процессами после синтеза на рибосомах белки

претерпевают: (частичный или полный протеолиз; гликозилирование; ацетилирование; метилирование; фосфорилирование; сульфатирование остатков тирозина; пренилирование (присоеинение изопреновых звеньев); объединение нескольких протомеров – субъединиц; образование внутри- и межцепочечных S-S-связей;  ковалентное присоединение кофакторов)

Время существования внутриклеточных белков может различаться на

несколько порядков в зависимости от их функции и структуры. Около 1/3 вновь

синтезированных полипептидных цепей сразу же после синтеза расщепляются

до аминокислот ферментами протеиназами. Обычно быстро распадаются регуляторные белки, что позволяет клетке

быстро переключаться с одной функциональной программы на другую.

Структурные и постоянно нужные клетке белки существуют гораздо дольше. Время “полужизни” белковых молекул диктуется их структурой.Большинство белков избегает немедленного расщепления протеиназами из-за наличия на их N-конце сигнальной последовательности, позволяющей им  взаимодействовать другими белками, предназначенными для защиты синтезируемого белка как на рибосоме, так и по дороге к месту назначения в клетке. Синтезированные на рибосомах полипептидные цепи еще не являются готовым к выполнению своей функции белком. Они должны пройти процессы

посттрансляционной модификации и приобрести необходимую пространственную структуру – претерпеть фолдинг (folding – складывание).

Различные сигнальные последовательности на N-конце обеспечивают направленную доставку вновь синтезированных белков к внутриклеточным органеллам и микрокомпартментам, влияют на характер фолдинга, посттрансляционные модификации и метаболическую стабильность. В клетке белковая цепь приобретает правильную пространственную конфигурацию под опекой специальных белков – шаперонов. Эндоплазматический ретикулум (ЭПР) эукариот представляет собой клеточный компартмент, условия которого чрезвычайно благоприятны для фолдинга. ЭПР содержит необходимые для фолдинга шапероны и ферменты, а также обладает уникальным окислительным потенциалом, облегчающим образование дисульфидных связей в процессе укладки белка. Из ЭПР белки с корректной укладкой отправляются к месту назначения. Белки с нарушенной укладкой подвергаются ассоциированной с эндоплазматической сетью деградации.

Расщепление белков обеспечивают ферменты протеиназы. В клетке расщепляются отработавшие или “бракованные” белковые молекулы, но не затрагиваются нужные, функционирующие белки.

Деградация 80–90% внутриклеточных белков осуществляется в протеасомах, имеющихся как у прокариот, так и у эукариот.