- •Лекция 9. Матричные биосинтезы биосинтез нуклеиновых кислот
- •Биосинтез днк (репликация)
- •Этапы биосинтеза днк
- •Синтез днк на матрице рнк
- •Биосинтез рнк
- •1) Подготовительная стадия
- •Синтез рнк на матрице рнк
- •Безматричные синтезы
- •Биосинтез белка Генетический код
- •Белковый синтез
- •Транспортная рнк (тРнк)
- •2) Инициация трансляции
- •3) Элонгация трансляции
- •4) Терминация трансляции
- •5) Постсинтетическая модификация белка (процессинг)
- •Транспорт синтезированных белков через мембраны
- •Регуляция синтеза белка
- •Ингибирование синтеза белка
- •Вопросы генной инженерии. Создание и использование рекомбинантных днк
- •Методы создания рекомбинантных днк
- •4. Клонирование (размножение) рекомбинантной днк:
- •1 Способ. Трансдукция.
- •2 Способ. Трансформация (прямое введение гена в клетку):
Транспортная рнк (тРнк)
тРНК обеспечивает связь между кодонами мРНК и аминокислотами будущей полипептидной цепи. Для каждой из 20 аминокислот существует не менее одной тРНК. Все виды тРНК содержат около 80 нуклеотидов и на двухмерном изображении имеют форму клеверного листа, а в пространстве - L-образную форму.
Акцепторный стебель – участок связывания аминокислот, содержит последовательность ЦЦА;
Псевдоуридиловая петля – связывание аминоацил-тРНК с рибосомой;
Дигидроуридиловая петля – сайт для узнавания аминоацил-тРНК-синтетазой;
Антикодоновая петля – содержит антикодон, комплементарный кодону в мРНК и состоящий из 3 нуклеотидных остатков.
Добавочная петля - назначение неизвестно.
Трансляция
Трансляция, или многоступенчатый матричный синтез белка, протекает в рибосомах.
Рибосомы состоят из двух субъединиц (субчастиц) и являются нуклеопротеинами, состоящими из белка (65 % - у прокариот и 50 % - у эукариот) и рибосомальной РНК (рРНК).
Рибосомы характеризуются по скорости седиментации в центрифужном поле в единицах Сведберга S: прокариоты - 70S, эукариоты - 80S. Соответственно, субъединицы эукариот - 60S и 40S, прокариот - 50S и 30S.
2) Инициация трансляции
Необходимы: рибосомные субчастицы, мРНК, инициаторная аминоацил-тРНК (метионил-тРНК, формилметионил-тРНК), инициирующий кодон в мРНК (АУГ), белковые факторы инициации, кэп-узнающий фактор, ГТФ, Mg2+.
Образуется инициаторный комплекс путем присоединения белковых факторов, формилметионил-тРНК и ГТФ к 30S субчастице, к которой комплементарно антикодону формилметионил-тРНК присоединяется мРНК при участии кодона АУГ. После этого высвобождается белковый фактор и оставшийся комплекс присоединяет 50S субчастицу, образуя активную (транслирующую) 70S рибосому. У данной рибосомы свободен аминоацильный центр, способный реагировать с аминоацил-тРНК, соответствующей кодону мРНК.
3) Элонгация трансляции
Большая субчастица рибосомы содержит два центра для связывания тРНК: аминоацильный (А) и пептидильный (П).
У прокариот в элонгации участвуют три белковых фактора - элонгационные факторы трансляции (Tu, Ts, G), у эукариот - три эукариотические элонгационные факторы трансляции (1, 1 и 2).
Процесс элонгации делят на 3 стадии:
- узнавание кодона и связывание аминоацил-тРНК;
- образование пептидной связи;
- транслокация.
I стадия. В свободный аминоацильный центр рибосомы доставляется аминоацил-тРНК в соответствии с кодоном мРНК. Участвует фактор элонгации. Затраты энергии компенсируются ГТФ. В итоге в транслирующей рибосоме в пептидильном центре находится формилметионил-тРНК, в аминоацильном центре - аминоацил-тРНК (первая аминокислота после метионина).
II стадия. Происходит перенос остатка метионина с метионил-тРНК на аминогруппу новой аминоацил-тРНК. Протекает реакция транспептидирования, фермент - пептидилтрансфераза. В цитозоль из пептидильного центра высвобождается метионил-тРНК. В аминоацильном центре образуется дипептидил-тРНК, а пептидильный центр освобождается.
III стадия - транслокация. Чтобы освободить аминоацильный центр для присоединения следующей аминоацил-тРНК, образовавшаяся дипептидил-тРНК переносится с аминоацильного на пептидильный центр. Для этого рибосома передвигается на один кодон относительно мРНК в направлении 5’-3’ при участии фермента пептидилтранслоказы. Используется энергия ГТФ. Дипептидил-тРНК занимает пептидильный центр, а аминоацильный центр принимает новую аминоацил-тРНК, соответствующую кодону мРНК - образуется трипептидил-тРНК и т.д.
При синтезе каждой пептидной связи гидролизуется 2 молекулы АТФ и 2 молекулы ГТФ.
