Биосинтез белка

Это процесс создания молекул белков в клетках и организмах. Разновидность пластического обмена, идет с затратой энергии АТФ. К биосинтезу белка способно все живое, не исключая вирусы, которые с этой целью используют клетку-хозяина.

К биосинтезу белка относятся две важные реакции матричного синтеза (синтеза одной молекулы на основе другой):

Транскрипция – синтез молекул РНК (информационных, транспортных, рибосомных). При этом информация как бы переводится с «языка» ДНК на «язык» РНК. Участок ДНК в данном случае является матрицей для синтеза. Происходит процесс в ядре (у эукариот).

В процессе обязательно участвуют ферменты. Основной – РНК-полимераза, то есть фермент, синтезирующий молекулу РНК. Это зашифровано в названии: вторая часть (полимераза) указывает на функцию фермента, первая (РНК) – на то, что именно создается.

Транскрипция идет с транскрибируемой цепи ДНК (той, что имеет нумерацию от 3’ к 5’). Догадаться легко по названию.

ВАЖНО. Транскрипция идет не со всей молекулы ДНК, а только с какой-то отдельной части. В результате этого процесса, как говорилось выше, появляются абсолютно все виды РНК. Синтез молекул РНК не может идти по другой молекуле РНК. Например, с иРНК никогда не пойдет синтез тРНК или наоборот.

По завершении транскрипции молекулы РНК покидают ядро и выходят в цитоплазму.

Трансляция – непосредственно сборка белка, происходит на рибосомах. То есть перевод информации с «языка» иРНК на «язык» аминокислот. Начинается после того, как молекула иРНК соединяется с субъединицами рибосом и оказывается в функциональном (активном) центре. Это та область органоида, где будет происходить процесс.

Чтобы трансляция протекала правильно, должны активироваться молекулы транспортных РНК, задача которых присоединить к себе нужные аминокислоты и доставить к месту синтеза. Конкретная тРНК может переносить только один вид аминокислоты, что определяется антикодоном – функциональным триплетом в центральной петле молекулы.

Далее процесс идет по следующей схеме (упрощенно): рибосома движется вдоль иРНК и читает зашифрованную там информацию ? подается сигнал для тРНК ? тРНК с прикрепленной аминокислотой входит в функциональный центр рибосомы ? антикодон связывается с кодоном иРНК временными водородными связями ? аминокислота оказывается в нужном месте в цепи будущего белка ? между соседними аминокислотами образуются пептидные связи

Процесс идет до тех пор, пока рибосома не наткнется на стоп-кодон, который является точкой и прекращает синтез.

ВАЖНО. Одна иРНК может одновременно соединяться с несколькими рибосомами – образуется цепочка из этих органоидов – полирибосома, или полисома. Это позволяет получать большое количество одинаковых молекул белка за единицу времени.

Зачем нужна транскрипция и почему ее включают в биосинтез белка

Информация о первичной структуре белка, то есть о последовательности аминокислот, – генетическая информация. Она хранится в ДНК. Но эта молекула не покидает ядро и не может связываться с рибосомой – фабрикой по производству белка. Поэтому необходим посредник, которым служит иРНК. Без транскрипции невозможна трансляция.

Как происходит перевод

Перевод информации с «языка» ДНК на «язык» РНК происходит благодаря принципу комплементарности. В этом случае напротив А встает У, напротив Т – А, напротив Г – Ц, напротив Ц – Г.

Перевод информации с «языка» иРНК на «язык» аминокислот происходит благодаря принципу комплементарности (именно благодаря ему связываются кодон и антикодон) и специальному шифру – генетическому коду. Согласно ему, определенный кодон несет информацию об одной определенной аминокислоте.

Самые важные характеристики транскрипции и трансляции на картинке.

Источник: vk.com

Комментарии: