Читайте также:
|
Белки – биологические полимеры, макромолекулы которых состоят всего из 20 мономеров- аминокислот. Аминокислоты могут входить в молекулы белков в неодинаковых количествах, по – разному в них соединяться и чередоваться между собой и различно располагаться в пространстве. Таким образом, несмотря на огромное многообразие белков, они отличаются друг от друга в своей первичной структуре только порядком расположения аминокислот.
Двадцать аминокислот могут образовать 1024 комбинаций. Так как любые различия в признаках сводятся к различиям в белках, то ясно, что такое количество белков создаёт практически бесконечное разнообразие признаков и свойств организмов. Оно может обеспечить продление эволюции жизни на Земле не менее чем до 10 млрд. лет. Различий хотя бы в одной аминокислоте достаточно, чтобы изменить свойства белка, а, следовательно, и признак организма.
Синтез белков имеет строгие генетические основы и происходит в несколько этапов: транскрипция, процессинг, трансляция, эпигенез
В конце 30-х годов Касперсон и Браше при исследовании клеток разных тканей обнаружили сильную положительную корреляцию между количеством цитоплазматических РНК- содержащих частиц и скоростью синтеза белка, характерной для этих клеток. Например, цитоплазма ретикулоцитов- незрелых, быстро делящихся красных клеток костного мозга, активно синтезирующих гемоглобин, - оказалась богатой РНК- белковыми частицами, тогда как зрелые эритроциты периферической крови, не содержали таких частиц. Браше высказал предположение, что РНК- белковые частицы являются местом синтеза белка. Это предположение нашло подтверждение в начале 50-х годов, когда в биологических исследованиях стал использоваться радиоактивный метод исследования. Теперь эти частицы, находящиеся в цитоплазме называются рибосомы.
Трансляция представляет собой процесс последовательного включения аминокислот в строящиеся пептидные цепи в соответствии с последовательностью кодонов в м-РНК. Процесс трансляции можно условно подразделить на три основные стадии-инициацию, элонгацию и терминацию.Процесс биосинтеза белка осуществляется на рибосомах. В рибосомах содержатся два участка, имеющие прямое отношение к инициации трансляции. А-участок(аминоацильный) и Р-участок(пептидильный), специфичность которых определяется сочетанием соответствующих областей субъединиц 50 S и 30 S.В процессе трансляции участвуют также молекулы т-РНК и м-РНК.Т- РНК траспортируют аминокислоты из цитозоля к рибосомам. В рибосомах имеются два участка, связывающих т-РНК. В аминоацильном участке размещается аминоацил т-РНК, несущая определенную аминокислоту. В пептидильном участке(р-участок) располагается обычная т-РНК, которая нагружена цепочкой аминокислот,соединенных пептидными связями. Инициация трансляции обеспечивается точным соединением лидирующего 5 –конца молекулы м-РНК с определенной областью малой субъединицы диссоциированной рибосомы таким образом, что в р-участке оказывается стартовый кодон АУГ этой молекулы. Функциональная особенность такого р-участка состоит в том, что он может быть занят только инициирующей аминоацил-т-РНК с антикодоном УАЦ, которая у эукариот несет аминокислоту метионин, а у бактерий – формилметионин. Таким образом, все белковые молекулы, синтезируемые в клетках прокариот, должны начинаться с формилметионина, а у эукариот- с метионина.Однако, в дальнейшем эти аминокислоты ферментативно расщепляются во время процессинга белковой молекулы.При реализации генетической информации каждая т-РНК распознает, присоединяет и переносит в рибосому свою аминокислоту.
Процесс элонгации начинается с образования пептидной связи между иницирующей (первой в цепочке) и последующей (второй) аминокислотами. Затем происходит перемещение рибосомы на один триплет м-РНК в направлении 5’->3’,что сопровождается отсоединением инициирующей т-РНК от матрицы (м-РНК), от инициирующей аминокислоты и выходом ее в цитоплазму. При этом вторая по счету аминоацил-т-РНК передвигается из А-участка в Р-участок, а освободившийся А-участок занимается следующей(третьей по счету) аминоацил-т-РНК. Процесс последовательного передвижния рибосомы «триплетными шагами» по нити м-РНК повторяется, сопровождаясь освобождением т-РНК, поступающих в Р-участок, и наращиванием аминокислотной последовательности синтезируемого полипептида.
Терминация трансляции связана с всхождением одного из трех известных стоп-триплетов м-РНК в А-участок рибосомы. Поскольку такой триплет не несет информации о какой-либо аминокислоте, но узнается соответствующими белками терминации, то процесс синтеза полипептида прекращается и он отсоединяется от матрицы (м-РНК).
После выхода из функционирующей рибосомы свободный 5-конец м-РНК может вступать в контакт со следующей рибосомой полисомной группы, инициируя синтез еще одного (идентичного) полипептида.Следовательно, рассмотренный рибосомный цикл последовательно повторяется с участием нескольких рибосом одной и той же полисомы, в результате чего синтезируется группа идентичных полипептидов. По окончании трансляции процесс образования белков обычно еще не завершен.
Полипептидная цепь подвергается дальнейшим преобразованиеям. Происходит эпигенез т.е. сворачивание линейной пептидной цепи в пространственную. Многие белки претерпевают ещё и модификацию. Эти процессы являются ферментативными. В ходе эпигенеза достижение белком конечной конфигурации ускоряется вспомогательными белками. Белки, синтезированные в клетке, затем доставляются к месту дальнейшего функционирования.
Таким образом представлены общие черты биосинтеза белка.
Информация, записанная в генетическом материале, содержит не только структурный план клетки, но и программу координирования синтетических процессов, а также средства ее выполнения.
Дата добавления: 2015-01-05; просмотров: 206 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |