8.3.2. Трансляция мРнк

Молекула мРНК образуется в результате транскрипции одного из генов. Процесс, посредством которого генетическая информация в виде последовательности нуклеотидов мРНК переводится в последовательность аминокислот в полипептиде, называют трансляцией. Различные типы РНК взаимодействуют в процессе трансляции на основе генетической информации, закодированной в молекулах ДНК и РНК.

8.3.3. Генетический код

Генетический код – принцип записи информации о последовательности аминокислот в полипептиде в виде последовательности нуклеотидов в молекулах РНК и ДНК.

В ДНК и РНК имеются четыре вида нуклеотидов.

В состав белковых молекул входит 20 аминокислот, чтобы их закодировать, необходимо сочетание четырех видов нуклеотидов по три (4³ = 64).

Три нуклеотида, образующие кодовый знак, называют триплетом. Триплеты в молекуле РНК называют кодонами, а комплементарные им триплеты молекул тРНК – антикодонами.

Из 64 триплетов 3 не кодируют аминокислот: УАА, УАГ, УГА. Это стоп-сигналы, прекращающие синтез полипептидной цепи. Остальные 61 триплет кодируют аминокислоты, причем триплет АУГ является стартовым кодоном: с него начинается трансляция. Таким образом, многие аминокислоты кодируются более чем одним триплетом; в этом смысле код является вырожденным. Генетический код универсален для всех клеток и вирусов.

8.3.4. Процесс синтеза белка

Основное событие в синтезе белка – реакция, приводящая к образованию пептидных связей между карбоксильной группой на конце растущей полипептидной цепи и свободной аминогруппой аминокислоты. Этот процесс эффективно происходит лишь в том случае, если молекулы мРНК и тРНК связываются с соответствующими функциональными центрами рибосом.

В рибосомах имеются бороздка, удерживающая растущую полипептидную цепь, и бороздка, удерживающая молекулу мРНК. В рибосоме существует также два различных участка, связывающих молекулы тРНК. Один из них фиксирует молекулу тРНК, присоединенную к растущему концу полипептидной цепи, поэтому его называют пептидильным (Р) участком. Второй служит для удержания только что прибывшей молекулы тРНК с аминокислотой, его называют аминоацильным (А) участком.

Для начала синтеза полипептида малая субчастица рибосомы должна соединиться с инициаторной тРНК. Антикодон инициаторной тРНК позволяет малой субчастице присоединиться к старт-кодону мРНК, после чего происходит соединение большой и малой субчастиц и формируется функциональная рибосома. Молекула инициаторной тРНК и связанная с ней аминокислота оказываются в Р-участке рибосомы. В А-участок входит следующий кодон мРНК. Посредством специального фермента, находящегося в рибосоме, карбоксильная группа одной аминокислоты присоединяется к аминогруппе другой аминокислоты и образуется дипептид. Далее считываются триплет за триплетом.

Таким образом, последовательность нуклеотидов в мРНК определяет последовательность аминокислот в полипептиде. Образование пептидных связей прекращается, когда рибосома достигает одного из трех стоп-кодонов. Особый белковый фактор освобождения связывается со стоп-кодоном, попавшим в А-участок рибосомы. Вследствие этого белковая цепь отделяется от тРНК, покидает рибосому и поступает в цитоплазму.