Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Биосинтез белка
|
|
Белки – это биологические молекулы, участвующие практически во всех процессах, протекающих в живых системах. Они служат катализаторами разнообразных биохимических реакций, осуществляют транспорт веществ внутри клетки и между клетками, регулируют проницаемость клеточных мембран, являются строительными блоками. Белки участвуют в осуществлении двигательных функций, обеспечивают защиту от инфекций и токсинов, регулируют синтез остальных генных продуктов.
Основной структурной единицей белков являются аминокислоты. Синтез белка заключается в образовании пептидной связи между свободными аминокислотами. Для этого необходима предварительная химическая активация аминокислот, требующая расхода энергии АТФ. Активация заключается в присоединении аминокислоты к ферменту-переносчику. Существует 20 аминокислот и, соответственно, 20 таких ферментов, каждый из которых специализируется на активации определенной аминокислоты. Эти же ферменты катализируют прикрепление активированной аминокислоты к тРНК, последняя, в свою очередь, переносит аминокислоты в рибосомы
Белки синтезируются на рибосомах из аминокислот по информации мРНК, которая переписана (путем транскрипции) с генов ДНК (подробно см. гл. 4):
Включение конкретной аминокислоты в синтезируемую пептидную цепь определяется комбинацией трех соседних нуклеотидов в молекуле мРНК – триплетом (кодоном). Вся совокупность кодонов составляет генетический код (таблица 2). В настоящее время генетический код полностью расшифрован. Большинство аминокислот кодируется несколькими триплетами (вырожденность кода). Из 64 возможных нуклеотидных триплета (43=64) три (УАГ, УАА и УГА) не кодируют ни одну из известных аминокислот. Это – «нонсенс-кодоны», которые в норме сигнализируют об окончании синтеза полипептидной цепи. Кодон АУГ является инициирующим кодоном, во внутренних положениях полипептидной цепи он кодирует метионин.
Таблица 2
Генетический код
| Первая буква | Вторая буква | Третья буква | |||
| У | Ц | А | Г | ||
| У | УУУ Фен УУЦ Фен УУА Лейцин УУГ Лейцин | УЦУ Серин УЦЦ Серин УЦА Серин УЦГ Серин | УАУ Тирозин УАЦ Тирозин УАА Стоп УАГ Стоп | УГУ Цис УГЦ Цис УГА Стоп УГГ Три | У Ц А Г |
| Ц | ЦУУ Лейцин ЦУЦ Лейц ЦУА Лейц ЦУГ Лейц | ЦЦУ Про ЦЦЦ Про ЦЦА Про ЦЦГ Про | ЦАУ Гист ЦАЦ Гист ЦАА Глутам ЦАГ Глутам | ЦГУ Арг ЦГЦ Арг ЦГА Арг ЦГГ Арг | У Ц А Г |
| А | АУУ Изолей АУЦ Изолей АУА Изолей АУГ Мет | АЦУ Тре АЦЦ Тре АЦА Тре АЦГ Тре | ААУ Аспн ААЦ Аспн ААА Лизин ААГ Лизин | АГУ Серин АГЦ Серин АГА Арг АГГ Арг | У Ц А Г |
| Г | ГУУ Валин ГУЦ Валин ГУА Валин ГУГ Валин | ГЦУ Аланин ГЦЦ Аланин ГЦА Аланин ГЦГ Аланин | ГАУ Асп. к. ГАЦ Асп. к. ГАА Глут. к. ГАГ Глут. к. | ГГУ Гли ГГЦ Гли ГГА Гли ГГГ Гли | У Ц А Г |
Доставку аминокислот в рибосомы осуществляют транспортные РНК (тРНК), которые являются для них специфичными. При этом кодон дешифруется антикодоном, т.е. особой нуклеотидной последовательностью в составе тРНК. В рибосомах аминокислоты пептидными связями соединяются в полипептидную цепь. На рибосоме синтезируется белок первичной структуры. Длина белковых молекул варьирует от 40 до более 1000 аминокислотных остатков, при этом в зависимости от их последовательности и от аминокислотного состава молекулы белков принимают разную конфигурацию. После завершения синтеза полипептидная цепь отделяется и свертывается, приобретая вторичную и третичную структуру, а в ряде случаев объединяется с другими полипептидными цепями и в результате создается четвертичная структура.
Таким образом, процесс биосинтеза белка состоит из 4 основных стадий:
1) активирование аминокислот, соединение аминокислот с тРНК;
2) перенос аминокислот в рибосомы и включение их в полипептидную цепь;
3) высвобождение готовой полипептидной цепи из рибосом;
4) формирование соответствующей структуры белковой молекулы.