Биосинтез белка

Биосинтез белка.

Биосинтез – образование органических веществ, происходящее в живых клетках с помощью ферментов и внутриклеточных структур. Биосинтез всегда идёт с поглощением энергии. Источником энергии являются молекулы АТФ. Ферменты отщепляют от молекулы АТФ остатки фосфорной кислоты, при этом выделяется энергия, необходимая для реакций биосинтеза. В процессе биосинтеза белка принимают участие аминокислоты, все виды РНК (рибосомная, информационная, транспортная), рибосомы и разнообразные ферменты.

Этапы биосинтеза белка.

I этап – транскрипция осуществляется в ядре. Суть этапа – синтез иРНК на основе одной из нитей ДНК.

1. Участок молекулы ДНК, несущий информацию о строении одного белка (ген) под воздействием фермента раскручивается, водородные связи между двумя нитями разрушаются.

2. На основе одной из цепей ДНК с помощью фермента РНК – полимераза осуществляется синтез иРНК их нуклеотидов по принципу комплементарности: А - У, Т - А, Г - Ц, Ц – Г.

Вновь созданная РНК является незрелой, так как несёт смысловые и несмысловые участки. Специальный фермент вырезает несмысловые участки, а другой фермент сшивает смысловые участки друг с другом, в результате происходит созревание иРНК. Существуют разнообразные ферменты, вырезающие несмысловые участки иРНК, при этом для одних

из них несмысловые участки одни, а для других – другие. Таким образом на основании одного гена можно построит разные иРНК, а следовательно, и разные белки.

4. Зрелая иРНК выходит через поры ядерной мембраны в цитоплазму на рибосомы, где осуществляется сборка белка.

II этап – трансляция осуществляется на рибосомах в цитоплазме. Суть этапа заключается в считывании информации с иРНК и сборка белка.

1. Второй этап осуществляется на рибосомах – органоидах округлой формы, которые состоят из большой и малой субъединиц. Каждая субъединица состоит из четырёх молекул РНК и белков.

2. Рибосома присоединяется к иРНК и скользит по ней, считывая последовательности из трёх нуклеотидов.

3. Последовательность из трёх нуклеотидов называется триплет или кодон, и соответствует одной аминокислоте. Причём каждый триплет кодирует только одну аминокислоту (например, триплет ГЦУ кодирует аминокислоту аланин).

4. Всего в состав РНК входят четыре вида нуклеотидов (аденин, гуанин, цитозин и урацил), из них можно составить 64 разных триплета, три их них являются знаками препинания, оставшийся 61 триплет кодирует 20 аминокислот, входящих в состав белков. Значит, каждая аминокислота может кодироваться несколькими триплетами, но каждый триплет кодирует только одну аминокислоту. Например, аминокислоту аланин кодируют триплеты ГЦУ, ГЦЦ, ГЦА, ГЦГ, и в тоже время каждый из этих триплетов кодирует только аминокислоту аланин. 5. К рибосоме подходят тРНК с присоединёнными к ним аминокислотами. Каждая тРНК может присоединять только один вид аминокислот. тРНК несут антикодоны, комплементарные кодонам иРНК. Поскольку всего существует 61 кодон, кодирующий аминокислоты, следовательно, существует 61 вид тРНК, транспортирующий эти виды аминокислот.

6. Рибосома считывает триплет иРНК и сравнивает его с антикодонам подходящих тРНК. Как только кодон иРНК и антикодон тРНК совпадает, рибосома перемещается на следующий кодон и снова начинает сравнивать кодон иРНК и антикодоны подходящих тРНК, при совпадении, две аминокислоты соединяются пептидной связью, первая тРНК отсоединяется, рибосома вместе со второй тРНК и присоединёнными двумя аминокислотами перемещается на следующий триплет. Так продолжается до тех пор, пока полипептидная (белковая) цепь не будет собрана.

7. Часто по одной иРНК движутся сразу несколько рибосом. Такая структура называется полисома, она образуется в том случае, если клетке необходимо большое количество одинаковых белков.