Этапы биосинтеза белка

Этапы биосинтеза белка

Этапы биосинтеза белка|белка

Биосинтез белка|белка

План:

1. Генетический код

2. Этапы биосинтеза белка|белка

3. Регуляция синтеза белка|белка

Транскрипция трансляция

ДНК → РНК → Белки|Белки → Регуляция метаболизма

Транскрипция – это синтез молекулы РНК или это процесс переписывания нуклеотидов гена с ДНК в РНК, всегда происходит на стадии двунитевой молекулы ДНК, при этом матрицей служит одна нить, которая называется антикодирующей.

Основные характеристики процесса транскрипции

1. РНК – копия содержит в себе весь объем|объём информации определённого участка ДНК.

2. РНК сохраняет способность к образованию водородных связей между комплементарными основаниями (так как урацил, присутствующий в РНК вместо тимина спаривается с аденином)

3. Транскрипция отличается от репликации, при этом РНК-копия, после завершения её синтеза освобождается от ДНК-матрицы, после чего происходит восстановление исходной двойной спирали ДНК.

4. Синтезирующие молекулы РНК имеют одноцепочечную структуру, она короче ДНК и соответствует длине участка ДНК, который достаточен для кодирования одного или нескольких белков.

Особенности данного процесса

1. В клетках эукариот – прежде чем превратится в и-РНК и попасть в цитоплазму, РНК претерпевает химические изменения.

2. В цитоплазме на каждой и-РНК синтезируются тысячи копий. Скорость этого процесса очень высока.

Генетический код

Генетический код – это аминокислотная последовательность белков. Он был расшифрован в 1961 году учёными Миренберпом и Маттеи. Они установили:

Кодирование аминокислот осуществляется триплетами нуклеотидов (кодонами) Из 4-х азотистых оснований можно составить 64 различные комбинации, которых достаточно для кодирования 20 аминокислот.

Кодон – это последовательность трёх нуклеотидов, в результате которой кодируется определённая аминокислота.

Необходимо помнить, что:

Точность синтеза полипептидной цепи достигается за счёт комплементарного узнавания азотистых оснований двух компонентов:

кодона информационной РНК антикодона транспортной РНК

Последовательность аминокислот в любом белке|белке зависит от последовательности азотистых оснований в ДНК, содержащихся в той клетке, где синтезируется данный белок|белок. Заложенная в ДНК информация считывается в процесс транскрипции матричной РНК (м-РНК) и переносится в белоксинтезирующую систему на рибосомы. Учёный Крик доказал триплетную теорию кодона, которая и объясняет способ перевода четырехбуквенного языка нуклеиновых кислот на 20-буквенный язык белковых молекул.

Кодон-антикодоновое взаимодействие – это способ узнавания триплетом (которым является м-РНК) комплементарного триплета (им является антикодон), входящего в состав соответствующей т-РНК.

Кодон и антикодон спариваются антипараллельным образом (теорий качаний Крика):

1. Два первых основания кодонов образуют прочные пары|пары с соответствующими азотистыми основаниями антикодона.

2. Находящиеся в третьем положении азотистые основания кодонов образуют слабые водородные связи с антикодоном.

3. Вывод Крика: находящиеся в третьем положении основания большинства кодонов имеют некоторую степень свободы при образовании пары|пары с соответствующими азотистым основанием антикодона – это и есть качающиеся основания.

4. Именно такое взаимодействие кодона с антикодоном обеспечивает включение аминокислоты|аминокислоты в соответствующие участки полипептидной цепи синтезирующегося белка|белка.

Этапы биосинтеза белка|белка

1 этап – этап активации аминокислот

Компоненты:

1. 20 аминокислот

2. 20 ферментов аминоацил-т-РНК-синтетаз

3. 20 и более т-РНК, а также АТФ и ионы Мg²+

На этом этапее осуществляется АТФ-зависимые превращения аминокислот в аминоацил-т-РНК.

1 стадия – из аминокислоты|аминокислоты и АТФ образуется аминоацил-аденилат – это активированное соединение (ангидрид), в котором карбоксильная группа аминокислоты|аминокислоты соединена с фосфатной группой адениновой кислоты|кислоты.

2 стадия – аминоацидная группа аминоацил-аденилата переносится на молекулу соответствующей т-РНК. В результате образуется аминоацил-т-РНК – это активированное соединение, участвующее в биосинтезе белка|белка. Этот процесс активизируется аминоцаил-т-РНК-синтетазами.

Во всех случаях на 2-ой стадии активированная аминокислота присоединяется к остатку адениловой кислоты|кислоты, или адениловому нуклеотиду в триплете ЦЦА (ССА) на третьем конце молекулы т-РНК (3’-Т-РНК).

Молекулы т-РНК переводят информацию, заключённую в и-РНК на язык белка|белка.

Таким образом, генетический код расшифровывается с помощью двух адаптаров: это т-РНК и аминоцаил-т-РНК-синтетаза, в результате чего каждая аминокислота может занять место, определённое ей триплетной нуклеотидной последовательностью в и-РНК, т. е. своим кодоном.

Для дальнейшего синтеза необходимы рибосомы. Синтез белков, входящих в состав рибосомной структуры, происходит цитоплазме, самосборка – в ядрышке за счёт взаимодействия молекул белков и рибосомной РНК при участии ионов Мg²+.

р-РНК выполняет роль каркасов для упорядоченного расположения рибосомных полипептидов.

Суб-частицы в рибосоме расположены несимметрично, имеют неправильную форму, и соединены друг с другом так, что между ними остаётся бороздка, через которую проходит молекула и-РНК в процесс синтеза полипептидной цепи, а также 2-ая бороздка, удерживающая растущую полипептидную цепь.

2 этап – Инициация полипептидной цепи

Компоненты:

1. и-РНК, гуанозинтрифосфат (ГТФ), ионы Мg²+

2. N-формилметионил-т-РНК

3. Инициирующий кодон в и-РНК

4. Рибосомные субчастицы (30S, 50S)

5. Факторы инициации (IF 1;2;3)

У E. coli и других прокариот N-концевой аминокислотой при сборке полипептидной цепи всегда является остаток N-формилметианила.

Стадии образования инициирующего комплекса

1 стадия

A) В результате взаимодействия 30S субъединицы (субчастицы) и фактора инициации образуется структура, в которой белок|белок препятствует её ассоциации с 50S субчастицей.

B) Присоединение к 30S субчастице и-РНК достигается с помощью инициирующего сигнала, представляющего собой богатую пуриновыми основаниями последовательность, центр которой находится на расстоянии 10 нуклеотидов от 5’-конца инициирующего кодона и-РНК.

C) Первый транслируемый кодон расположен на расстоянии 25 нуклеотидов от 5’ конца.

D) Инициирующий сигнал, представленный коротким участком и-РНК, в результате взаимодействия с комплементарной последовательностью нуклеотидов, расположенных с 3-го конца 30S субчастицы, способствует фиксированию и-РНК в нужном для инициации положении.

E) Это взаимодействие обеспечивает правильное положение инициирующего кодона на 30S субчастице.

2 стадия

A) К комплексу, состоящему из 30S субчастицы, фактора инициации и и-РНК, присоединяются ранее связавшиеся с N-формилметионилом т-РНК, второй фактор инициации и гуанозин-трифосфат (ГТФ).

B) Возникновение функционально активной 70S рибосомы а результате присоединения 50S-рибосомной субчастицы к ранее образовавшейся комплексной|комплексной структуре.

3 стадия – приготовление инициирующего комплекса к продолжению процесса трансляции.

3 этап – Элонгация

На этой стадии происходит синтез полипептидной цепи.

Компоненты:

1. Инициирующий комплекс – 70S рибосома.

2. Набор аминоацил-т-РНК

3. Фактор элонгации, цианозинтрифосфат (ГТФ)

4. Пептидилтрансфераза, ионы Мg²+

Элонгация – это циклический процесс.

Стадии элонгации

1 стадия – образование аминоацил-т-РНК, которая является комплементарным кодон-антикодоновым взаимодействием, а также специфической связью между участками молекул т-РНК и р-РНК.

2 стадия — подготовка для вступления остатков аминокислот в реакцию образования пептидной связи.

3 стадия (транслокация) – это перемещение рибосомы вдоль и-РНК на один кодон. На образование однопептидной связи затрачивается энергия гидролиза 2-х молекул ГТФ.

A) Свободная т-РНК отделяется и уходит в цитоплазму.

B) В дальнейшем аминоацильный участок вновь подготовлен для связывания очередной аминоацил-т-РНК, антикодон который комплементарен следующему кодону и-РНК – начинается новый цикл элонгации.

4 этап – Терминация.

Компоненты:

АТФ Терминирующий кодон и-РНК Факторы освобождения полипептида

1) Рост полипептидной цепи продолжается, пока один из 3-х терминирующих кодонов (УАА, УГА, УАГ) не поступит в рибосому. В этом случае кодон-антикодо-нового взаимодействия не происходит.

2) К терминирующему кодону присоединяется ответственный за терминацию фактор, в результате прекращается дальнейший рост белковой цепи.

3) Синтезируемый белок|белок, и-РНК и т-РНК определяются от рибосомы.

4) И0РНК распадается до свободных рибонуклеидов, а т-РНК и рибосомы, распавшись на две субъединицы, участвуют в новых циклах трансляции.

5 этап – Процессинг

Компоненты:

1. Специфические ферменты

2. Кофакторы

Образующиеся полипептидные цепи формируют более сложные белки|белки или управляют процессами метаболизма в качестве ферментов.

На одной молекуле и-РНК работает несколько и более (до 100) рибосом. Они образуют полисому, и на каждой рибосоме строится своя полипептидная цепь (в биосинтезе гемоглобина участвуют полсомы из 5-6 рибосом).

Отличие биосинтеза белка|белка

1. У прокариот – транскрипция и трансляция связаны между собой и синтез белка|белка начинается сразу же на продолжающей синтезироваться молекуле и-РНК.

2. У эукариот – сначала на ДНК синтезируется и-РНК, затем она созревает и только зрелая участвует в трансляции.

Регуляция синтеза белка|белка

В процессе эволюции был создан механизм регуляции действия генов. Геном|Геном каждой клетки приобрел характер комплекса, состоящего из:

Структурных генов, которые кодируют синтез белковых молекул (т-РНК и и-РНК); и Генов-регуляторов, которые обеспечивают упорядоченность в действии структурных генов.

Регуляция экспрессии (выражения) генов осуществляется на нескольких уровнях:

Генный – обусловлен изменением количества и локализации генов, контролирующих тот или иной признак. Транскрипционный – отвечает за то, какие и когда включать гены для наработки и-РНК. Трансляционный – обеспечивает отбор и-РНК, транслирующихся на рибосомах. Функциональный – связан с регуляцией активности ферментов.

Этапы биосинтеза белка|белка

Этапы биосинтеза белка|белка

2. Основные этапы биосинтеза белков

Биосинтез белков в клетках представляетсобой последовательность реакцийматричного типа, в ходе которыхпоследовательная передача наследственнойинформации с одного типа молекул надругой приводит к образованию полипептидовс генетически обусловленной структурой.

Биосинтез белков представляет собойначальный этап реализации, или экспрессиигенетической информации. К главнымматричным процессам, обеспечивающимбиосинтез белков, относятся транскрипцияДНК и трансляция мРНК. Транскрипция ДНКзаключается в переписывании информациис ДНК на мРНК (матричную, или информационнуюРНК). Трансляция мРНК заключается впереносе информации с мРНК на полипептид.Последовательность матричных реакцийпри биосинтезе белков можно представитьв виде схемы.

нетранскрибируемая цепь ДНК

А Т Г

Г Г Ц

Т А Т

транскрибируемая цепь ДНК

Т А Ц

Ц Ц Г

А Т А

транскрипция ДНК

ß

ß

ß

кодоны мРНК

А У Г

Г Г Ц

У А У

трансляция мРНК

ß

ß

ß

антикодоны тРНК

У А Ц

Ц Ц Г

А У А

аминокислоты|аминокислоты белка|белка

метионин

глицин

тирозин

На схеме видно, что генетическаяинформация о структуре белка|белка хранитсяв виде последовательности триплетовДНК. При этом лишь одна из цепей ДНКслужит матрицей для транскрипции (такаяцепь называется транскрибируемой).Вторая цепь является комплементарнойпо отношению к транскрибируемой и неучаствует в синтезе мРНК.

Молекула мРНК служит матрицей длясинтеза полипептида на рибосомах.Триплеты мРНК, кодирующие определённуюаминокислоту, называются кодоны. Втрансляции принимают участие молекулытРНК. Каждая молекула тРНК содержитантикодон – распознающий триплет, вкотором последовательность нуклеотидовкомплементарна по отношению к определённомукодону мРНК. Каждая молекула тРНКспособна переносить строго определённуюаминокислоту. Соединение тРНК саминокислотой называется аминоацил–тРНК.

Молекула тРНК по общей конформациинапоминает клеверный лист на черешке.«Вершина листа» несёт антикодон.Существует 61 тип тРНК с разнымиантикодонами. К «черешку листа»присоединяется аминокислота (существует20 аминокислот, участвующих в синтезеполипептида на рибосомах). Каждоймолекуле тРНК с определённым антикодономсоответствует строго определённаяаминокислота. В то же время, определённойаминокислоте обычно соответствуетнесколько типов тРНК с разнымиантикодонами. Аминокислота ковалентноприсоединяется к тРНК с помощью ферментов– аминоацил-тРНК-синтетаз. Эта реакцияназывается аминоацилированием тРНК.

На рибосомах к определённому кодонумРНК с помощью специфического белка|белкаприсоединяется антикодон соответствующеймолекулы аминоацил-тРНК. Такое связываниемРНК и аминоацил-тРНК называетсякодонзависимым. На рибосомах аминокислоты|аминокислотысоединяются между собой с помощьюпептидных связей, а освободившиесямолекулы тРНК уходят на поиски свободныхаминокислот.

Рассмотрим подробнее основные этапыбиосинтеза белков.

1 этап.Транскрипция ДНК. Натранскрибируемой цепи ДНК с помощьюДНК-зависимой РНК-полимеразы достраиваетсякомплементарная цепь мРНК. МолекуламРНК является точной копиейнетранскрибируемой цепи ДНК с тойразницей, что вместо дезоксирибонуклеотидовв её состав входят рибонуклеотиды, всостав которых вместо тимина входитурацил.

2 этап.Процессинг (созревание)мРНК. Синтезированная молекула мРНК(первичный транскрипт) подвергаетсядополнительным превращениям. В большинствеслучаев исходная молекула мРНК разрезаетсяна отдельные фрагменты. Одни фрагменты– интроны – расщепляются до нуклеотидов,а другие – экзоны – сшиваются в зрелуюмРНК. Процесс соединения экзонов «безузелков» называетсясплайсинг.

Сплайсинг характерен|характерен для эукариот иархебактерий, но иногда встречается иу прокариот. Существует несколько видовсплайсинга. Сущность альтернативногосплайсинга заключается в том, что однии те же участки исходной мРНК могут бытьи интронами, и экзонами. Тогда одному итому же участку ДНК соответствуетнесколько типов зрелой мРНК и,соответственно, несколько разных формодного и того же белка|белка. Сущностьтранс–сплайсинга заключается всоединение экзонов, кодируемых разнымигенами (иногда даже из разных хромосом),в одну зрелую молекулу мРНК.

3 этап.Трансляция мРНК. Трансляция(как и все матричные процессы) включаеттри стадии: инициацию (начало|начало), элонгацию(продолжение) и терминацию (окончание).

Инициация.Сущность инициациизаключается в образовании пептиднойсвязи между двумя первыми аминокислотамиполипептида.

Первоначально образуется инициирующийкомплекс, в состав которого входят:малая субъединица рибосомы, специфическиебелки|белки (факторы инициации) и специальнаяинициаторная метиониновая тРНК саминокислотой метионином – Мет–тРНКМет.Инициирующий комплекс узнает|узнаёт начало|началомРНК, присоединяется к ней и скользитдо точки инициации (начала|начала) биосинтезабелка|белка: в большинстве случаев это стартовыйкодон АУГ. Между стартовым кодоном мРНКи антикодоном метиониновой тРНКпроисходит кодонзависимое связываниес образованием водородных связей. Затемпроисходит присоединение большойсубъединицы рибосомы.

При объединении субъединиц образуетсяцелостная рибосома, которая несёт дваактивных центра (сайта): А–участок(аминоацильный, который служит дляприсоединения аминоацил-тРНК) и Р–участок(пептидилтрансферазный, который служитдля образования пептидной связи междуаминокислотами).

Первоначально Мет–тРНКМет находитсяна А–участке, но затем перемещается наР–участок. На освободившийся А–участокпоступает аминоацил-тРНК с антикодоном,который комплементарен кодону мРНК,следующему за кодоном АУГ. В нашемпримере это Гли–тРНКГли с антикодономЦЦГ, который комплементарен кодону ГГЦ.В результате кодонзависимого связываниямежду кодоном мРНК и антикодономаминоацил-тРНК образуются водородныесвязи. Таким образом, на рибосоме рядомоказываются две аминокислоты|аминокислоты, междукоторыми образуется пептидная связь.Ковалентная связь между первойаминокислотой (метионином) и её тРНКразрывается.

После образования пептидной связи междудвумя первыми аминокислотами рибосомасдвигается на один триплет. В результатепроисходит транслокация (перемещение)инициаторной метиониновой тРНКМет запределы рибосомы. Водородная связьмежду стартовым кодоном и антикодономинициаторной тРНК разрывается. Врезультате свободная тРНКМет отщепляетсяи уходит на поиск своей аминокислоты|аминокислоты.

Вторая тРНК вместе с аминокислотой (внашем примере Гли–тРНКГли) в результатетранслокации оказывается на Р–участке,а А–участок освобождается.

Элонгация.Сущность элонгациизаключается в присоединении последующихаминокислот, то есть в наращиванииполипептидной цепи. Рабочий цикл рибосомыв процессе элонгации состоит из трёхшагов: кодонзависимого связывания мРНКи аминоацил-тРНК на А–участке, образованияпептидной связи между аминокислотой ирастущей полипептидной цепью итранслокации с освобождением А–участка.

На освободившийся А–участок поступаетаминоацил-тРНК с антикодоном,соответствующим следующему кодону мРНК(в нашем примере это Тир–тРНКТир сантикодоном АУА, который комплементаренкодону УАУ).

На рибосоме рядом оказываются двеаминокислоты|аминокислоты, между которыми образуетсяпептидная связь. Связь между предыдущейаминокислотой и её тРНК (в нашем примеремежду глицином и тРНКГли) разрывается.

Затем рибосома смещается ещё на одинтриплет, и в результате транслокациитРНК, которая была на Р–участке (в нашемпримере тРНКГли), оказывается за пределамирибосомы и отщепляется от мРНК. А–участокосвобождается, и рабочий цикл рибосомыначинается сначала.

Терминация.Заключается вокончании синтеза полипептидной цепи.

В конце концов, рибосома достигаеттакого кодона мРНК, которому несоответствует ни одна тРНК (и ни однааминокислота). Существует три такихнонсенс–кодона: УАА («охра»), УАГ(«янтарь»), УГА («опал»). На этих кодонахмРНК рабочий цикл рибосомы прерывается,и наращивание полипептида прекращается.Рибосома под воздействием определённыхбелков вновь разделяется на субъединицы.

Модификация белков.Как правило,синтезированный полипептид подвергаетсядальнейшим химическим превращениям.Исходная молекула может разрезаться|разрезатьсяна отдельные фрагменты; затем однифрагменты сшиваются, другие гидролизуютсядо аминокислот. Простые белки|белки могутсоединяться с самыми разнообразнымивеществами, образуя гликопротеины,липопротеины, металлопротеины,хромопротеины и другие сложные белки|белки.Кроме того, аминокислоты|аминокислоты уже в составеполипептида могут подвергаться химическимпревращениям. Например, аминокислотапролин, входящая в состав белка|белкапроколлагена, окисляется до гидроксипролина.В результате из проколлагена образуетсяколлаген – основной белковый компонентсоединительной ткани.

Реакции модификации белков не являютсяреакциями матричного типа. Такиебиохимические реакции называютсяступенчатыми.

Энергетика биосинтеза белков. Биосинтезбелков – очень энергоёмкий процесс.При аминоацилировании тРНК затрачиваетсяэнергия одной связи молекулы АТФ, прикодонзависимом связывании аминоацил-тРНК– энергия одной связи молекулы ГТФ, приперемещении рибосомы на один триплет– энергия одной связи ещё одной молекулыГТФ. В итоге на присоединение аминокислоты|аминокислотык полипептидной цепи затрачиваетсяоколо 90 кДж/моль. При гидролизе жепептидной связи высвобождается лишь 2кДж/моль. Таким образом, при биосинтезебольшая|большая часть энергии безвозвратнотеряется (рассеивается в виде тепла).

Генетический код, его основные свойства

В ходе реакций матричного синтеза наосновании генетического кода синтезируетсяполипептид с наследственно обусловленнойструктурой. Отрезок ДНК, содержащийинформацию о структуре определённогополипептида, называется ген.

Однако, ген– это не простоучасток ДНК, а единица наследственнойинформации, носителем которой являютсянуклеиновые кислоты|кислоты. Установлено, чтоген имеет сложную структуру.

В большинстве случаев кодирующие участки(экзоны) разделены некодирующими(интронами). В то же время, благодаряальтернативному сплайсингу, делениеучастка ДНК на кодирующие и некодирующиеоказывается условным. Некоторые участкиДНК могут перемещаться относительнодруг друга – их называют мобильнымигенетическими элементами (МГЭ). Многиегены представлены несколькими копиями– тогда один и тот же белок|белок кодируетсяразными участками ДНК. Ещё сложнеезакодирована генетическая информацияу вирусов. У многих из них обнаруженыперекрывающиеся гены: один и тот жеучасток ДНК может транскрибироватьсяс разных стартовых точек.

Процесс экспрессии генов обладаетгибкостью: одному участку ДНК можетсоответствовать несколько полипептидов;один полипептид может кодироватьсяразными участками ДНК. Окончательнаямодификация белков происходит с помощьюферментов, которые кодируются различнымиучастками ДНК.

Общие свойства генетического кода

Отражение одних объектов с помощьюдругих называется кодированием. Отражениеструктуры белков в виде триплетов ДНКназывается кодом ДНК, или генетическимкодом. Благодаря генетическому кодуустанавливается однозначное соответствиемежду нуклеотидными последовательностяминуклеиновых кислот и аминокислотами,входящими в состав белков. Генетическийкод обладает следующими основнымисвойствами:

1. Генетический код триплетен: каждаяаминокислота кодируется триплетомнуклеотидов ДНК и соответствующимтриплетом иРНК. При этом кодоны ничемне отделены друг от друга (отсутствуют«запятые»).

2. Генетический код является избыточным(вырожденным): почти всё|все аминокислоты|аминокислотымогут кодироваться разными кодонами.Только двум аминокислотам соответствуетпо одному кодону: метионину (АУГ) итриптофану (УГГ). Зато лейцину, серинуи аргинину соответствует по 6 разныхкодонов.

3. Генетический код являетсянеперекрывающимся: каждая парануклеотидов принадлежит только одномукодону (исключения обнаружены у вирусов).

4. Генетический код един для подавляющегобольшинства биологических систем.Однако имеются и исключения, например,у инфузорий и в митохондриях разныхорганизмов. Поэтому генетический кодназывают квазиуниверсальным.

Видео по теме : Этапы биосинтеза белка

h

Этапы биосинтеза белка|белка

Этапы биосинтеза белка|белка

Синтез белка|белка – очень важный процесс. Именно он помогает нашему организму расти и развиваться. В нём участвуют многие структуры клетки. Ведь для начала необходимо понять, что именно мы собираемся синтезировать.

Какой белок|белок нужно строить в данный момент – за это отвечают ферменты. Они получают сигналы от клетки о необходимости того или иного белка|белка, после чего начинается его синтез.

Где проходит синтез белка|белка

В любой|любой клетке основное место биосинтеза белка|белка – рибосома. Это крупная макромолекула со сложной асимметричной структурой. Состоит она из РНК (рибонуклеиновые кислоты|кислоты) и белков. Рибосомы могут располагаться поодиночке. Но чаще всего они объединяются с ЭПС, что облегчает последующие сортировку и транспорт белков. Если на эндоплазматической сети сидят рибосомы, её называют шероховатой ЭПС. Когда трансляция происходит интенсивно, по одной матрице могут двигаться сразу несколько рибосом. Они идут друг за другом|другом и нисколько не мешают другим органеллам.

Что необходимо для синтеза белка|белка

Для протекания процесса необходимо, чтобы всё|все основные компоненты белоксинтезирующей системы были на месте:

  • Программа, которая задаёт порядок расположения аминокислотных остатков в цепи, а именно мРНК, которая перенесёт эту информацию от ДНК к рибосомам.
  • Аминокислотный материал, из которого будет строиться новая молекула.
  • тРНК, которая доставит каждую аминокислоту в рибосому, примет|примет участие в расшифровке генетического кода.
  • Аминоацил-тРНК-синтетаза.
  • Рибосомы – это основное место биосинтеза белка|белка.
  • Энергия.
  • Ионы магния.
  • Белковые факторы (для каждого этапа свой).
  • Теперь рассмотрим каждый из них подробнее и узнаем|узнаём, как создаются белки|белки. Механизм биосинтеза очень интересен, всё|все компоненты действуют необычайно слаженно.

    Программа синтеза, поиск матрицы

    Вся информация о том, какие именно белки|белки может строить наш организм, содержится в ДНК. Дезоксирибонуклеиновая кислота служит для хранения генетической информации. Она надёжно запакована в хромосомах и располагается в клетке в ядре (если речь об эукариотах) или плавает в цитоплазме (у прокариотов).

    После исследований ДНК и признания её генетической роли стало ясно, что она не является непосредственной матрицей для трансляции. Наблюдения привели к предположениям, что с синтезом белка|белка связана РНК. Учёные решили, что она должна быть посредником, переносить информацию от ДНК к рибосомам, служить матрицей.

    В то же время были открыты рибосомы, их РНК составляет подавляющую часть клеточной рибонуклеиновой кислоты|кислоты. Чтобы проверить, является ли она матрицей для синтеза белка|белка, А. Н. Белозёрский и А. С. Спирин в 1956-1957 гг. провели сравнительный анализ состава нуклеиновых кислот у большого количества микроорганизмов.

    Предполагалось, что если идея о схеме «ДНК-рРНК-белок|белок» верна, тогда состав тотальной РНК будет изменяться так же, как ДНК. Но, несмотря на громадные различия в дезоксирибонуклеиновой кислоте у разных видов, состав тотальной рибонуклеиновой кислоты|кислоты был похож у всех рассмотренных бактерий. Отсюда учёные сделали вывод, что основная клеточная РНК (то есть рибосомальная) — это не прямой посредник между носителем генетической информации и белком.

    Открытие мРНК

    Позже обнаружилось, что небольшая фракция РНК повторяет состав ДНК и может служить посредником. В 1956 году Э. Волкин и Ф. Астрачан изучали процесс синтеза РНК в бактериях, которые были заражены бактериофагом Т2. После попадания его в клетку, она переключалась на синтез фаговых белков. При этом основная часть РНК не изменялась. Но в клетке начинался синтез небольшой фракции метаболически нестабильной РНК, последовательность нуклеотидов в которой была подобна составу фаговой ДНК.

    В 1961 году эта небольшая фракция рибонуклеиновой кислоты|кислоты была вычленена из общей массы РНК. Доказательство её функции посредника были получены из экспериментов. После инфицирования клеток фагом Т4 образовывалась новая мРНК. Она связывала со старыми хозяйскими рибосомами (новых рибосом после заражения не обнаруживается), которые начинали синтезировать фаговые белки|белки. Эта «ДНК-подобная РНК» оказалась комплиментарна одной из цепочек ДНК фага.

    В 1961 году Ф. Жакоб и Ж. Моно высказали идею, что эта РНК переносит информацию от генов к рибосомам и является матрицей для последовательной расстановки аминокислот в процессе синтеза белка|белка.

    Переносом информации к месту синтеза белка|белка занимается мРНК. Процесс считывания информации с ДНК и создание матричной РНК называется транскрипцией. После неё РНК подвергается ряду|ряду дополнительных изменений, это называется «процессинг». В ходе него из матричной рибонуклеиновой кислоты|кислоты могут быть вырезаны определённые участки. Далее мРНК идёт в рибосомы.

    Строительный материал для белков: аминокислоты|аминокислоты

    Всего существует 20 аминокислот, некоторые из них являются незаменимыми, то есть организм их не может синтезировать. Если какой-то кислоты|кислоты в клетке недостаточно, это может привести к замедлению трансляции или даже полной остановке процесса. Наличие каждой аминокислоты|аминокислоты в достаточном количестве – главное требование для того, чтобы правильно прошёл биосинтез белка|белка.

    Общие сведения об аминокислотах учёные получили ещё в XIX веке. Тогда же, в 1820 году, были выделены первые две аминокислоты|аминокислоты – глицин и лейцин.

    Последовательность этих мономеров в белке|белке (так называемая первичная структура) полностью определяет его следующие уровни организации, а значит, и его физические и химические свойства.

    Транспортировка аминокислот: тРНК и аа-тРНК-синтетаза

    Но аминокислоты|аминокислоты не могут самостоятельно выстраиваться в белковую цепочку. Для того чтобы им попасть в основное место биосинтеза белка|белка, нео

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector