Биосинтез белка

Биосинтез белков происходит во всех живых клетках, кроме безъядерных (эритроциты человека). В каждой клетке синтезируется несколько тысяч разновидностей белков. Способность к синтезу строго определенных белков закреплена наследственно.

Свойства любого белка зависят от его первичной структуры, то есть от последовательности аминокислот в его молекуле. Информация о первичной структуре белков определяется последовательностью нуклеотидов в ДНК, в которой содержится информация о последовательности аминокислот одного белка. У всех организмов на Земле генетическая информация записана только в одной из двух нитей спирали ДНК. Эту нить называют кодогенной, или информативной.

Ген — единица наследственности, участок молекулы ДНК, который содержит информацию о первичной структуре белка.

Каждой аминокислоте молекулы белка в молекуле ДНК соответствует комбинация из трех последовательно расположенных нуклеотидов ДНК — так называемый триплет. Триплеты в молекуле иРНК, кодирующие определенные аминокислоты, называются кодонами.

В состав ДНК входят 4 вида нуклеотидов, которыми теоретически можно закодировать 43 = 64 аминокислоты. Так как белки образованы всего двадцатью аминокислотами, то многие из аминокислот кодируются несколькими триплетами. Из 64 возможных кодовых триплетов генетического кода 61 кодирует аминокислоты. Три кодона УАА, УГА, УАГ не кодируют аминокислоты, а прекращают синтез, определяя окончание молекулы белка. Их называют терминаторами (стоп-кодонами). Один триплет, соответствующий аминокислоте метионину, — инициатор, он обозначает место начала синтеза молекулы белка.

Свойства генетического кода:

Триплетность — каждая аминокислота молекулы белка кодируется тремя последовательно расположенными нуклеотидами ДНК — триплетом.

Однозначность — триплет соответствует только одной аминокислоте.

Вырожденность — некоторые аминокислоты кодируются несколькими триплетами (до шести).

Универсальность — генетический код един для всех живых существ на Земле.

Неперекрываемость — один нуклеотид не может быть в составе двух триплетов.

Прерывистость — между генами расположены «знаки препинания», или терминаторы, — триплеты, обозначающие окончание синтеза молекулы белка.

Синтез белка начинается с транскрипции. Транскрипцией называется перенос информации о строении белка из последовательности нуклеотидов гена ДНК в последовательность нуклеотидов иРНК (т.е. синтез иРНК по матрице одной из цепей ДНК). Процесс идет по принципу комплементарности с помощью фермента РНК-полимеразы и начинается с определенного участка ДНК. Синтезированная иРНК поступает в цитоплазму на рибосомы, где и идет синтез белковой молекулы. Собранные в полисомы рибосомы двигаются по иРНК, движение происходит последовательно, по триплетам.

Перенос информации из последовательности нуклеотидов иРНК в последовательность аминокислот белка во время его синтеза на рибосомах называется трансляцией. К рибосомам подходят тРНК, соединенные с аминокислотами. В месте контакта рибосомы с иРНК работает фермент, собирающий белок из аминокислот, доставляемых к рибосомам тРНК. При этом происходит сравнение кодона иРНК с антикодоном тРНК: если они комплементарны, фермент (синтетаза) «сшивает» аминокислоты, а рибосома продвигается вперед на один кодон.

Таким образом, трансляция — это перевод последовательности нуклеотидов молекулы иРНК в последовательность аминокислот синтезируемого белка.

Скорость движения рибосом по иРНК составляет приблизительно 5-6 триплетов в секунду, поэтому на синтез белковой молекулы, состоящей из сотен аминокислот, уходит всего несколько минут. Синтез белка требует участия большого числа ферментов и затрат энергии.

Предложения интернет-магазинов