Przedmiotem wynalazku jest model rybosomu z makromolekularni bioorganicznymi, uczestni¬ czacymi w biosyntezie bialka, Rybosoin jest organella komórkowa o srednicy okolo 200 A°, zbudowana w 40-60& z ryboso- mowego kwasu rybonukleinowego /rRNA/ i z szeregu bialek dolaczonych do rRNA wiazaniami ty¬ pu niekowalencyjnego. Rybosomy stanowia miejsce polimeryzacji aminokwasów w procesie bio¬ syntezy bialek /translacja genetyczna/. Rybosomy sa organellami asymetrycznymi, zbudowa¬ nymi z dwóch podjednostek, których powierzchnie specyficznie przylaczaja transferowy kwas rybonukleinowy /tRNA/# informacyjny kwas rybonukleinowy /mRNA/ i nowo syntetyzowany lan¬ cuch polipeptydowy. Zarówno rRNA jak i bialka rybosomowe odgrywaja istotna role w czasie asocjaoji podjednostek rybosomalnych. Bialka rybosomalne maja Istotne znaczenie nie tylko w utrzymaniu struktury rybosomów, lecz decyduja takze o zdolnosci rybosomów do laczenia sie z mRNA i tRNA.Ze wzgledu na zlozonosc prooesu biosyntezy bialek zaohodzacego w rybosomie, jak tez ze wzgledu na wysoki stopien abs^trakcyjnosci pojec stosowanyoh w biologii molekularnej, trudny jest do wyjasnienia mechanizmu procesów przebiegajacych w omawianej organelli komórkowej• Ze wzgledu na powyzsze celem wynalazku bylo opracowanie takiego modelu, który ulatwialby poznanie 1 zrozumienie tych skomplikowanych procesów, jak tez pozwalal sele¬ kcjonowac sposród ogromnej ilosci mozliwyoh reakoji, te reakcje które sa najbardziej prawdopodobne podczas biosyntezy bialka przebiegajacej w rybosomie, ze szczególnym uwzglednieniem aspektów przestrzennych procesu. Model wedlug wynalazku noze wiec sluzyc nie tylko do celów dydaktycznych ale równiez i poznawozyoh.W modelu wedlug wynalazku wykorzystano stan wiedzy dotyczacy budowy rybosomu. Wiadomo, ze rybosom ma ksztalt zblizony do kulistego 1 sklada sie z dwóob rozlaczalnyoh bryl2 128 256 okreslonych jako podjednostka rybosomu ciala i duza* Obydwie podjednostkl rybosomu nie wykazuja ksztaltu regularnego 1 cechuja sie róznymi wypuklosciami jak tez wkleslosciami na swej powierzchni* Wiadomo poza tym, ze rybosomy wystepujace w komórkach bakteryjnych /rybosomy prokarlotyczne/ róznia sie struktura przestrzenna od rybosomów organizmów wyz¬ szych /rybosomów eukariotycznych/. Tak na przyklad podjednostce malej rybosomu prokarlo- tycznego przypisuje sie czesto ksztalt embrionu, a takiej samej podjednostce rybosomu eukariotycznego ksztalt zblizony do nerki /?roo# Natl. Accd. Sci, St. Zjedn. Ara. Vol 76, Nr 10, 1979; str. 4867-4871; Molec. gen. Genet. 142, 1975, str. 193-208/.Model wedlug wynalazku ma postac dwóch rozlaczalnych bryl, z których jedna odpowiada hipotetycznemu ksztaltowi malej podjednostkl rybosomu, a druga hipotetycznemu ksztaltowi duzej podjednostkl rybosomu. Model ten wyposazony jest w pret symbolizujacy informacyjny kwas rybonukleinowy /mRNA/ z zaznaczonymi na nim róznobarwnymi odcinkami symbolizujacymi kodony, który to pret jest wsuwany pomiedzy jednostki rybosomu. Niezaleznie od powyzszego model zaopatrzony jest równiez w dwa modele przestrzenne czasteczek transferowego kwasu rybonukleinowego /tRNA/, które sa osadzone we wnekach wykonanych we wzajemnie ku sobie skierowanych powierzchniach podjednostek rybosomu, oraz w zespól róznobarwnych tarcz, przymocowanych rozlacznie do powierzchni rybosomu, symbolizujacych bialka przyporzadkowane poszczególnym podjednostkom rybosomu. Na kazdej z tarcz umieszczone jest oznaczenie licz- bowo-literowe okreslajace rodzaj bialka.Podjednostkl rybosomu w modelu wedlug wynalazku wykonane sa z tworzywa elastycznego, korzystnie z tworzywa piankowego, przy czym obydwie podjednostkl rybosomu sa róznie za¬ barwione. Tarcze symbolizujace bialka sa na odwrocie zaopatrzone w kolce, co umozliwia przyszpilenie ich w dowolnym miejscu bryly. Modele przestrzenne kwasu rybonukleinowego maja zaznaczone róznobarwne odcinki oznaczajace antykodony tRNA oraz reszty peptydowe i aminokwasów.Przyklad wykonania modelu wedlug wynalazku przedstawiony jest za pomoca rysunków, na których fig. i przedstawia w widoku perspektywicznym rybosom eukariotyczny z prete-n symbolizujacym mRNA z r.odelami przestrzennymi dwóch czasteczek tRNA i z tarczami symbo¬ lizujacymi bialka, zas fis. 2 przedstawia w widoku perspektywicznym pret syaibolizujacy mRNA z zaznaczonymi na nim róznobarwnyT.i odcinkami kodonów oraz modele przestrzenne dwóch czasteczek tRNA z zaznaczonymi barwnymi odcinkami antykodonów tRNA i reszt peptydo- wych i aminokwasów.Jak przedstawia fig. 1, model sklada sie z dwóch bryl, a mianowicie malej podjednost¬ kl 1 rybosomu i duzej podjednostkl 2 rybosomu, która jest ustawiona na statywie 3. Mala podjednostka i ma ksztalt nerkowaty, przy czym na jej dolnej powierzchni wykonane sa wneki la, Ib, lc. Duza podjednostka 2 rybosomu ma ksztalt zblizony do fotela, którego podstawe 2a stanowi pólkula i majacego dwa podlokietnikl 2b oraz oparcie 2c. Podlokietni- ki 2b maja ksztalt odpowiadajacy ksztaltowi wnek la i Ib malej podjednostkl i. Na pozio¬ mej powierzchni /siedzisku/ duzej podjednostkl 2 jest ulozony pret 4 oraz dwa modele przestrzenne 5 tRNA. Do dolnej powierzchni malej podjednostkl 1 sa przypiete tarcze 6, z których kazda oznaczona jest litera "S" /od angielskiego slowa "smali"/ oraz symbolem liczbowym od i do 30, okreslajacym rodzaj bialka. Tarcze te maja kolor niebieski.Do powierzohni duzej podjednostki 2 przypiete sa tarcze 7, z których kazda oznaczona jest litera "1" /od angielskiego slowa "large"/ oraz symbolem liczbowym od i do 40. • Tarcze te maja kolor zielony.Na fig. 2 pokazane sa modele kwasu rybonukleinowego. Pret 4 symbolizuje mRNA, nato¬ miast ksztaltki 8 19 przedstawiaja modele przestrzenne tRNA. Na precie 4 zaznaozone sa barwne odcinki 4a, 4b, ...f symbolizujace kodony tRNA /tryplety nukleotydowe/. Na jednym koncu ksztaltki 8 zaznaczony jest jednobarwny odcinek 8a, oznaozajacy zwiazany z tRNA aminokwas z wolna grupa aminowa, a na. koncu drugiej ksztaltki 9 zaznaczony jest trój¬ barwny odcinek 9a symbolizujacy zwiazany z tRNA aminokwas lub peptyd z wolna grupa COOK.Na obydwu ksztaltkach 8 i 9 sa oprócz tego zaznaczone barwne odcinki 5b i 9b oznaczajace antykodony.128 256 3 Poslugiwanie aie modelea dla celów dydaktycznych lub poznawczych odbywa sie i naste¬ pujacy sposób. Na podstawie badan biochemicznych wiadomo jaka jest topografia bialek przy¬ porzadkowanych poszczególnym podjednostkom rybosomu. Zgodnie z ta topografia przypina sie do powierzchni podjednostek tarcze symbolizujace poszczególne bialka. Nastepnie do malej podjednostkl 1 przyklada sie pret 4 w taki sposóbf by w obrebie wneki ^alej pod- jednostki znalazla sie sekwencja kodonów mRNA, która jest scisle okreslona kodes ?ene- tyoznym. Ulozenie preta jest uzaleznione od topografii bialek na malej podjednostce, jak tez od jej ksztaltu. Nastepnie do pierwszego kodonu 4a zaznaczonego na precie -1 przykla¬ da sie antykodon Sb zaznaczony na ksztaltce 8 tRNA, po czyn duza podjednostke 2 przykla¬ da sie do tak przygotowanej malej podjednostkl i. Stan ten obrazuje utworzenie sie mono- somu 1 zakonczenie etapu Inicjacji procesu biosyntezy bialka. Nastepnie przez istniejace szczeliny pomiedzy mala podjednostka 1 i duza podjednostka 2, oprowadza sie do *7neki mo¬ delu ksztaltke 9 tRNA przykladajac antykodon 9b do kolejnego kodonu czym ramiona amlnokwasowe da i 9a ksztaltek usytuowuje sie w bezposrednia sasiedztwie, co symbolizuje utworzenie wiazania peptydowego. Znaczniki bialkowe /tarcze/ symbolizuja¬ ce poszczególne bialka rybosomalne tworza centra enzymatyczne, odpowiedzialne za katali¬ zowanie podetapów procesu biosyntezy. Poprzez manipulacje ruchomymi tarczami sozna centra te tworzyc i asocjowac z pozostalymi elementami modelu. Taka struktura jest uwidoczniona na fig* if gdzie uformowano z tarcz centrum transferazy peptydylowej /w ranach etapu wy¬ dluzania lancucha peptydylowego/ bedace kompleksem multlenzymatyczny?., skladajacym sie z tarcz przedstawionych na modelu.Z uzyskanej konfiguracji przestrzennej czesci skladowych modelu wedlug wynalazku mozna wyciagnac szereg wniosków na temat tworzonych struktur i mechanizmu ich powstawania.Zastrzezenia patentowe 1. Model rybosomu z makromolekularni bioorganicznymi, uczestniczacymi .7 biosyntezie bialka .* postaci dwóch rozlaczalnych bryl, z których jedna odpowiada hipotetycznemu ksztaltowi malej podjednostkl rybosomu, a druga hipotetycznemu ksztaltowi duzej podjed¬ nostkl rybosomu, znamienny tym, ze jest wyposazony w pret /4/ symbolizujacy informacyjny kwas rybonukleinowy nHNA z zaznaczonymi na nim róznobarwnym odcinkami /ta, 4b, .../ symbolizujacymi kodony i który jest wsuwany pomiedzy podjednostkl /l/ i /2/ ry¬ bosomu, jak równiez zaopatrzony jest w dwa modele przestrzenne /S/ i /9/ czasteczek transferowego kwasu rybonukleinowego /tRNA/, które sa osadzone we wnekach wykonanych we wzajemnie ku sobie skierowanych powierzchniach podjednostek rybosomu, oraz jest zaopatrzo¬ ny w zespól róznobarwnych taroz /6/ i /7/ przymocowanych rozlacznie do powierzchni mode¬ lu rybosomu, symbolizujacych bialka przyporzadkowane poszczególnym podjednostkom ryboso¬ mu, przy czym na kazdej z tych tarcz jest umieszczone oznaczenie llczbowo-llterowe okres¬ lajace rodzaj bialka. 2• Model rybosomu wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze bryly podjednos¬ tek /i/ 1 /Z/ rybosomu sa wykonane z tworzywa elastycznego, korzystnie piankowego o róz¬ nym zabarwieniu dla poszczególnych bryl. 3. Model rybosomu wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze taroze /6/ 1 /7/ symbolizujace bialka, sa na odwrocie zaopatrzone w kolce. 4. Model rybosomu wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze modele przestrzen¬ ne /S/ 1 /9/ kwasu rybonukleinowego maja zaznaczone róznobarwne odcinki /Sb/ 1 /9b/y /Sa/ 1 /9a/ oznaczajace antykodony tRNA oraz reszty peptydowe i aminokwasów.128 256 R3g.2 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 cgz.Cena 100 zl PL