|
Читайте также: |
Теперь, когда мы изучили строение и функции ДНК и РНК, мы можем перейти к рассмотрению одного из основных вопросов: каким образом считывание генетической информации, заключённой в нуклеотидных последовательностях м-РНК, приводит к тому, что аминокислоты собираются в полипептидную цепь, в которой аминокислотные остатки расположены в специфической последовательности?
1 На первой стадии белкового синтеза происходит транскрипция (переписывание информации с одной из цепей молекулы ДНК на про- м РНК), процесс этот как уже было сказано выше происходит под действием фермента РНК- полимераза.
2 Вторая стадия получила название процессинга и она заключается образовании зрелой или м- РНК, которая содержит только информативные участки (экзоны). Обе эти стадии происходят в ядре. Последующие стадии биосинтеза белка осуществляются в цитоплазме.
3 Трансляция – эта стадия белкового синтеза протекает в несколько стадий и требует большого количества специфических ферментов или кофакторов.
На первой стадии белкового синтеза, которая называется стадией активации и протекает в цитоплазме аминокислоты узнаются соответствующими т-РНК и активизируются за счет энергии АТФ. Необходимыми компонентами для этой стадии являются аминокислоты, т-РНК, фермент аминоацил тРНК – синтетаза, АТФ и ионы магния.
Вторая стадия получила название инициация полипептидной цеп. На этой стадии образуется инициирующий комплекс при этом матричная РНК и первая или инициирующая, аминоацил-т-РНК связываются со свободной рибосомной 30S – субъединицей, а затем уже происходит связь с 50S субъединицей рибосом. Необходимыми компонентами этой стадии являются:
- инициирующая аминоацил-т-РНК (у бактерий это формилметеонил –т-РНК, у эукариот это метил-т-РНК);
- мРНК;
- ГТФ;
- ионы магния;
- субъединицы рибосом;
- факторы инициации.
На третьей стадии белкового синтеза белковая цепь удлиняется (элонгация) путем последовательного присоединения новых аминоацильных остатков, которые переносятся от соответствующих аминоацил-т-РНК. Порядок и расположение аминоацильных остатков в цепи полипептида определяется последовательностью кодонов м-РНК. Рост пептидных цепей начинается с N концевого остатка. Новые остатки присоединяются к концевой COOH- группе пептидил –т-РНК.
При образовании очередной пептидной связи молекула м- РНК и пептидил –т-РНК перемещаются на рибосоме, так чтобы другой кодон занял рабочее положение. Для прохождения этой фазы необходимо:
- различные аминоацил-т-РНК, выбор, которых определяется кодонами м-РНК;
-ионы магния;
-ГТФ;
- факторы элонгации.
Заключительная стадия трансляции называется терминации, на ней происходит завершение синтеза полипептида. Сигналом терминации служат определенные кодоны м-РНК (стоп- кодоны), когда до них доходит очередь, синтез полипептида прекращается и готовая полипептидная цепь отделяется от рибосомы. Отделение полипептидил-т-РНК от рибосомы происходит при участии специфического фактора освобождения. Затем свободная 70S рибосома сходит с м-РНК и после диссоциации на 50S и 30S – субъединицы может включиться в новый цикл.
4. Эпигенез или посттрансляционная модификация полипептида. Это завершающий этап реализации генетической информации, в результате которого из синтезированного полипептида образуется функционально активная молекула белка. При этом первичный полипептид может претерпевать изменения, заключающиеся в удалении инициирующей аминокислоты и химической модификации отдельных аминокислот. Затем происходит формирование вторичной и третичной структуры белка. В случае белковых молекул, состоящих из нескольких полипептидов (например гемоглобин) происходит образование комплексной четвертичной структуры белка.
Построение трёхмерных биоструктур на основе «одномерной» генетической информации становится возможным благодаря способности полипептидных цепей самопроизвольно принимать специфическую трёхмерную конформацию, определяемую аминокислотной последовательностью. Определённые молекулы белков могут самопроизвольно связываться друг с другом, образуя надмолекулярные структуры, например мультиферментные комплексы.
В настоящее время ученым понятны общие черты протеосинтеза. Для синтеза белка требуется упорядоченное взаимодействие трех классов РНК: рибосомной, транспортной и матричной. Наиболее удовлетворительным является осознание того, что все этапы репликации белка протекают с участием хорошо изученных химических сил. Вероятнее всего грядущий прогресс в понимании синтеза белка и его значения для медицины приведет к открытию столь же простой, вполне определенной и легкой для понимания химической основы этого процесса.
Дата добавления: 2015-01-05; просмотров: 185 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |