Биология. Комплексный справочник - подготовка к ЗНО и ДПА

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ В КЛЕТКЕ

 

Биосинтез белков

 

Биосинтез белков происходит в цитоплазме клетки на специальных органеллах — рибосомах. Каждая рибосома имеет большую и малую субъединицы, которые играют важную роль на различных этапах биосинтеза белков.

 

Биосинтез белков

 

Совокупность генов. Информация записана генетическим кодом

 

3 каждого гена снимается іРНК-копия

 

Посредник, что переносит генетическую информацию от ДНК к белково-синтезуючого аппарата

 

Построение на рибосомах с помощью тРНК большого количества полипептидных цепей данного вида

 

Первичная структура белка

 

Конечный продукт биосинтеза

 

Биосинтез белка проходит в 4 этапа.

И этап. Транскрипция — передача информации о структуре белка с молекулы ДНК на ІРНК. Особый фермент РНК-полимераза, продвигаясь по молекуле ДНК по принципу комплементарности подбирает нуклеотиды и соединяет их в одну цепь. Участок ДНК (ген или группа генов) является матрицей для соответствующей іРНК. В начале каждой группы генов есть своеобразный посадочная площадка для фермента РНК-полимеразы — промотор. Только присоединившись к нему, РНК-полимераза способна начать синтез іРНК. В конце группы генов РНК-полимераза встречает стоп-сигнал — терминатор (в виде определенной последовательности нуклеотидов), который сигнализирует о прекращении процесса транскрипции. Синтезированные молекулы іРНК переходят из ядра в цитоплазму, а ДНК восстанавливает свою структуру.

II этап. Активация аминокислот. Этот процесс происходит в цитоплазме. Активированные молекулы аминокислот соединяются с соответствующими молекулами транспортных РНК. В молекуле тРНК есть две важные участки: акцепторна участок, к которому прикрепляется соответствующая аминокислота, антикодон — триплет нуклеотидов, комплементарный кодону данной ІРНК аминокислоты. Активированные аминокислоты, соединенные с тРНК поступают к рибосомам.

III этап. Трансляция — синтез полипептидных цепей. Происходит так: молекула іРНК движется между двумя субъединицами рибосом, и к ней последовательно присоединяются молекулы тРНК с аминокислотами. При этом по принципу комплементарности кодоны ІРНК вступают в связь с антикодонами тРНК. Последовательность расположения аминокислот при этом определяется порядком чередования триплетов в молекуле ІРНК. О завершении синтеза полипептидной цепи сигнализирует термінуючий кодон іРНК (УАА, УАГ, УГА). Процесс синтеза молекулы белка требует больших затрат энергии. На сообщения каждой аминокислоты с тРНК расходуется энергия двух молекул АТФ. Кроме того, энергия двух молекул АТФ нужна для передвижения рибосомы по ІРНК.

Синтез одного белка длится от 20 до 560 секунд. Но эта скорость будет повышена, если синтез полипептидной цепи состоится на полірибосомальному комплексе (полісомі) — скоплении рибосом (до 80 и более), когда они объединены одной ІРНК в группу.

IV этап. Образование вторичной и третичной структур белковой молекулы. Этот этап осуществляется в цитоплазме путем скручивание, сворачивание полипептидной цепи. Затем к нему присоединяются различные органические молекулы — углеводы, жирные кислоты и другие.

 

Этапы биосинтеза белка

 

Этапы

Характеристика

И. Транскрипция

Передача информации о структуре белка с молекулы ДНК на ІРНК. Участок ДНК является матрицей для соответствующей ІРНК.

Синтезированные молекулы ІРНК переходят из ядра в цитоплазму, а ДНК восстанавливает свою структуру

II. Активация аминокислот

Происходит в цитоплазме. Активированные молекулы аминокислот соединяются с соответствующими молекулами тРНК. В молекуле тРНК есть два участка: акцепторна, к которой присоединяется соответствующая аминокислота, и участок, который содержит антикодон — триплет нуклеотидов, комплементарный кодону ІРНК данной аминокислоты. Активированные аминокислоты, соединенные с тРНК поступают в рибосом

III. Трансляция

Синтез полипептидных цепей.

Молекула ІРНК движется между двумя субъединицами рибосом, к ней последовательно присоединяются молекулы тРНК с аминокислотами. По принципу комплементарности кодоны ІРНК вступают в связь с антикодонами тРНК.

О завершение синтеза сигнализирует термінуючий кодон ІРНК (УАА, УАГ, УГА)

IV. Образование вторичной и третичной структур белковой молекулы

Осуществляется в цитоплазме путем скручивания, сворачивания полипептидной цепи. Затем к нему присоединяются органические молекулы — углеводы, жирные кислоты и другие. Этот процесс происходит в ЭПС и комплексе Голги

 

Этот процесс проходит в ЭПС и комплексе Голги и называется посттрансляційними модификациями.

Синтез белков в клетке происходит в интерфазе.

 

Структуры и вещества, принимают участие в биосинтезе

 

ДНК

Сохраняет информацию о первичной структуре белка

ІРНК

Копирует наследственную информацию с участка молекулы ДНК-гена и переносит ее к месту сбор поліпептида

тРНК

Присоединяет аминокислоты и переносит их в рибосомы

рРНК

Структурная основа рибосом

Ферменты

Биокатализаторы

Аминокислоты

Мономеры белка

АТФ

Энергоноситель

Рибосомы

Белково-синтезуючий аппарат. Образует на ІРНК полірибосоми