Биосинтез белка


Биосинтез белка в клетке


В каждой клетке синтезируется несколько тысяч различных белковых молекул. Белки недолговечны, время их существования ограничено, после чего они разрушаются.
Информация о последовательности аминокислот в белковой молекуле закодирована в виде последовательности нуклеотидов в ДНК.
Все многообразие белков образовано из 20 различных аминокислот, а нуклеотидов в составе ДНК — 4 вида.
Мы знаем, что код ДНК триплетен. Учеными было доказано, что именно три нуклеотида кодируют одну аминокислоту, в этом случае можно закодировать 43 — 64 аминокислот. А так как аминокислот всего 20, то некоторые аминокислоты кодируются несколькими триплетами.
Процесс синтез белка состоит из нескольких «Реакций матричного синтеза» – особая категория химических реакций, происходящих в клетках живых организмов. Во время этих реакций происходит синтез полимерных молекул по плану, заложенному в структуре других полимерных молекул-матриц.
К этой категории реакций относятся репликация, транскрипция, трансляция и обратная транскрипция.
Основные реакции процесса синтеза белка – транскрипция и трансляция.
Центральная догма молекулярной биологии: ДНК®РНК®белок.
Транскрипция синтез РНК на матрице ДНК .
В ДНК только одна цепь кодирует последовательность аминокислот, другая, комплементарная ей, не кодирует аминокислоты.
Начало гена (начало транскрипции) определяется благодаря наличию перед геном промотора – последовательности нуклеотидов, с которой соединяется фермент РНК-полимераза.
РНК-полимераза может присоединиться только к промотору, который находится на 3’-конце матричной цепи ДНК, и двигаться только от 3’- к 5’-концу этой матричной цепи ДНК.


Рис. 1 Процесс транскрипции

Рис. 1 Процесс транскрипции


Синтез иРНК происходит на одной из двух цепочек ДНК в соответствии с принципами комплементарности и антипараллельности от 5’- к 3’-концу .
Строительным материалом и источником энергии для транскрипции являются рибонуклеозидтрифосфаты (АТФ, УТФ, ГТФ, ЦТФ).

Трансляция — синтез полипептидной цепи на матрице иРНК.
Органоиды, обеспечивающие трансляцию — рибосомы.
В цитоплазме синтезируются белки для собственных нужд клетки, белки, синтезируемые на ЭПС, транспортируются по ее каналам в комплекс Гольджи и выводятся из клетки.
Для транспорта аминокислот к рибосомам используются тРНК.
У каждой аминокислоты есть свои тРНК и свои ферменты, присоединяющие аминокислоту к тРНК.
Различают три этапа в биосинтезе белка: инициацию, элонгацию и терминацию.

Инициация. Синтез белка начинается с того момента, когда к 5’-концу иРНК присоединяется малая субъединица рибосомы, в которую заходит метиониновая тРНК.
За счет АТФ происходит передвижение инициаторного комплекса (малая субъединица рибосомы, тРНК с метионином) до метионинового кодона АУГ. Этот процесс называется сканированием.
Элонгация. Как только в сканирующий комплекс попадает кодон АУГ, происходит присоединение большой субъединицы рибосомы. Поступает вторая тРНК, чей антикодон комплементарно спаривается с кодоном иРНК.
После образования пептидной связи, метиониновая тРНК отсоединяется от метионина, а рибосома передвигается на следующий кодовый триплет иРНК, который оказывается в рибосоме, а метиониновая тРНК выталкивается в цитоплазму.
Скорость передвижения рибосомы по иРНК - 5 - 6 триплетов в секунду, на синтез белковой молекулы, состоящей из сотен аминокислотных остатков, клетке требуется несколько минут.
Терминация. Когда в рибосому попадает кодон-терминатор (УАА, УАГ или УГА), с которым связывается особый белковый фактор освобождения, полипептидная цепь отделяется от тРНК и покидает рибосому. Происходит диссоциация, разъединение субъединиц рибосомы.


Рис. 2 Синтез белка

Рис. 2 Синтез белка


Для увеличения производства белка через иРНК могут одновременно проходить несколько рибосом, последовательно транслирующие один и тот же белок. Такую структуру, объединенную одной молекулой иРНК, называют полисомой.

















Комментарии к материалу

Матвей

Полезная статья, всем рекомендую!

Лика Бевцик

Добрый день! Марина Викторовна, контрольная будет тестовая?

Марина Викторовна

Да, будет.

Задайте вопрос, оставьте комментарий

Ваше сообщение будет опубликовано после модерации





Биосинтез белка


Биосинтез белка в клетке


В каждой клетке синтезируется несколько тысяч различных белковых молекул. Белки недолговечны, время их существования ограничено, после чего они разрушаются.
Информация о последовательности аминокислот в белковой молекуле закодирована в виде последовательности нуклеотидов в ДНК.
Все многообразие белков образовано из 20 различных аминокислот, а нуклеотидов в составе ДНК — 4 вида.
Мы знаем, что код ДНК триплетен. Учеными было доказано, что именно три нуклеотида кодируют одну аминокислоту, в этом случае можно закодировать 43 — 64 аминокислот. А так как аминокислот всего 20, то некоторые аминокислоты кодируются несколькими триплетами.
Процесс синтез белка состоит из нескольких «Реакций матричного синтеза» – особая категория химических реакций, происходящих в клетках живых организмов. Во время этих реакций происходит синтез полимерных молекул по плану, заложенному в структуре других полимерных молекул-матриц.
К этой категории реакций относятся репликация, транскрипция, трансляция и обратная транскрипция.
Основные реакции процесса синтеза белка – транскрипция и трансляция.
Центральная догма молекулярной биологии: ДНК®РНК®белок.
Транскрипция синтез РНК на матрице ДНК .
В ДНК только одна цепь кодирует последовательность аминокислот, другая, комплементарная ей, не кодирует аминокислоты.
Начало гена (начало транскрипции) определяется благодаря наличию перед геном промотора – последовательности нуклеотидов, с которой соединяется фермент РНК-полимераза.
РНК-полимераза может присоединиться только к промотору, который находится на 3’-конце матричной цепи ДНК, и двигаться только от 3’- к 5’-концу этой матричной цепи ДНК.



Синтез иРНК происходит на одной из двух цепочек ДНК в соответствии с принципами комплементарности и антипараллельности от 5’- к 3’-концу .
Строительным материалом и источником энергии для транскрипции являются рибонуклеозидтрифосфаты (АТФ, УТФ, ГТФ, ЦТФ).

Трансляция — синтез полипептидной цепи на матрице иРНК.
Органоиды, обеспечивающие трансляцию — рибосомы.
В цитоплазме синтезируются белки для собственных нужд клетки, белки, синтезируемые на ЭПС, транспортируются по ее каналам в комплекс Гольджи и выводятся из клетки.
Для транспорта аминокислот к рибосомам используются тРНК.
У каждой аминокислоты есть свои тРНК и свои ферменты, присоединяющие аминокислоту к тРНК.
Различают три этапа в биосинтезе белка: инициацию, элонгацию и терминацию.

Инициация. Синтез белка начинается с того момента, когда к 5’-концу иРНК присоединяется малая субъединица рибосомы, в которую заходит метиониновая тРНК.
За счет АТФ происходит передвижение инициаторного комплекса (малая субъединица рибосомы, тРНК с метионином) до метионинового кодона АУГ. Этот процесс называется сканированием.
Элонгация. Как только в сканирующий комплекс попадает кодон АУГ, происходит присоединение большой субъединицы рибосомы. Поступает вторая тРНК, чей антикодон комплементарно спаривается с кодоном иРНК.
После образования пептидной связи, метиониновая тРНК отсоединяется от метионина, а рибосома передвигается на следующий кодовый триплет иРНК, который оказывается в рибосоме, а метиониновая тРНК выталкивается в цитоплазму.
Скорость передвижения рибосомы по иРНК - 5 - 6 триплетов в секунду, на синтез белковой молекулы, состоящей из сотен аминокислотных остатков, клетке требуется несколько минут.
Терминация. Когда в рибосому попадает кодон-терминатор (УАА, УАГ или УГА), с которым связывается особый белковый фактор освобождения, полипептидная цепь отделяется от тРНК и покидает рибосому. Происходит диссоциация, разъединение субъединиц рибосомы.


Для увеличения производства белка через иРНК могут одновременно проходить несколько рибосом, последовательно транслирующие один и тот же белок. Такую структуру, объединенную одной молекулой иРНК, называют полисомой.









Комментарии к материалу

Матвей

Полезная статья, всем рекомендую!


Лика Бевцик

Добрый день! Марина Викторовна, контрольная будет тестовая?


Марина Викторовна

Да, будет.

Задайте вопрос, оставьте комментарий

Ваше сообщение будет опубликовано после модерации