32. Этапы биосинтеза рнк.

Ответ. Одним из важных процессов пластического обмена является биосинтез белка. Он протекает во всех клетках. Аминокислотная последовательность в молекуле белка зашифрована в виде нуклеотидной последовательности в молекуле ДНК и называется генетическим кодом. Участок молекулы ДНК, ответственный за синтез одного белка, называется геном. Для биосинтеза белка необходима генетическая информация молекулы ДНК. Информационная РНК – переносчик этой информации из ядра к месту синтеза. Рибосомы – органоиды, где происходит синтез белка, набор аминокислот в цитоплазме; транспортные РНК, кодирующие аминокислоты и переносящие их к месту синтеза на рибосомы. АТФ – вещество, обеспечивающее энергией процесс кодирования и биосинтеза. Выделяют следующие этапы биосинтеза. Транскрипция – процесс биосинтеза всех видов РНК на матрице ДНК, который протекает в ядре. Определенный участок молекулы ДНК деспирализуется, водородные связи между двумя цепочками разрушаются под действием ферментов. На одной цепи ДНК, как на матрице, по принципу комплементарное из нуклеотидов синтезируется РНК-копия. В зависимости от участка ДНК таким образом синтезируются рибосомные, транспортные, информационные РНК. После синтеза иРНК она выходит из ядра и направляется в цитоплазму к месту синтеза белка – на рибосомы. Биосинтез белка состоит из ряда реакций: активирование и кодирование аминокислот. тРНК имеет вид клеверного листа, в центральной петле которого располагается триплетный антикодон, соответствующий коду определенной аминокислоты и кодону на иРНК. Каждая аминокислота соединяется с соответствующей тРНК за счет энергии АТФ. Образуется комплекс тРНК-аминокислота, который поступает на рибосомы; образование комплекса иРНК-рибосома. иРНК в цитоплазме соединяется рибосомами на гранулярной ЭПС; сборка полипептидной цепи, тРНК с аминокислотами по принципу комплементарности антикодона с кодоном соединяются с иРНК и входят в рибосому. В пептидном центре рибосомы между двумя аминокислотами образуется пептидная связь, а освободившаяся тРНК покидает рибосому. При этом иРНК каждый раз продвигается на один триплет, внося новую тРНК-аминокислоту и вынося из рибосомы освободившуюся тРНК. Весь процесс обеспечивается энергией АТФ. Одна иРНК может соединяться с несколькими рибосомами, образуя полисому, где идет одновременно синтез многих молекул одного белка. Синтез заканчивается, когда на иРНК начинаются бессмысленные кодоны (стоп-коды). Рибосомы отделяются от иРНК, с них снимаются полипептидные цепи. Так как весь процесс синтеза протекает на гранулярной эндоплазматической сети, то образовавшиеся полипептидные цепи поступают в канальце ЭПС, где приобретают окончательную структуру и превращаются в молекулы белка. Все реакции синтеза катализируются специальными ферментами с затратой энергии АТФ. Скорость синтеза велика и зависит от длины полипептида.

33. Транскрипция.

Ответ. Все процессы, которые происходят в клетке возможны благодаря синтезу белков. А синтез белков возможен благодаря существованию РНК. РНК синтезируется ферментом ДНК- полимеразой. Транскрипция – синтез всех типов РНК по матрице ДНК, который осуществляется ферментом ДНК- полимеразой. В основе транскрипции лежит принцип комплементарности азотистых оснований полинуклеотидных цепей ДНК и РНК, а сам процесс осуществляется с участием соответствующих ферментов РНК-полимераз, и большой группы белков – регуляторов транскрипции. Типы, синтезируемые РНК: мРНК; рРНК; тРНК; малые ядерные РНК; некодирующие РНК, предназначенные для синтеза теломерных концов хромосомы, инактивации Х- хромосомы, транспорта белков из ядра в цитоплазму. Общая характеристика процесса транскрипции. Транскрибируется только одна нить в молекуле ДНК. Синтез цепи РНК идет в направлении 5′ → 3′. РНК синтезируется комплементарно и антипараллельно транскрибируемой нити ДНК. В связанном с ДНК состоянии постоянно находится не более 9-10 нуклеотидов. Свободный 5′ - конец РНК в ходе синтеза отделяется. В ДНК в расплетенном состоянии постоянно находится не более 18-20 нуклеотидов. Строящаяся цепь РНК имеет направление 5′-3′, т.е. нуклеотиды у этой цепи присоединяются к 3′ концу. По отношению к матричной цепи ДНК строящаяся цепь РНК антипараллельна, поэтому она транскрибируется ферментом в направлении 3′ →5′. Механизм транскрипции состоит из 4 этапов: Узнавание промотора. Инициализация. Элонгация. Терминация. Инициация – образование фосфодиэфирной связи между двумя рибонуклеотидами. Элонгация – последовательное удлинение растущей цепи РНК. Терминация (окончание транскрипции) определяется особой нуклеотидной последовательностью ДНК. Транскрипция ДНК происходит в определенных участках молекулы – транскриптонах. Транскриптон ограничен последовательностью ДНК – зоной начала транскрипции, которая называется промотором и зоной остановки транскрипции - терминатором. Процесс транскрипции обеспечивает фермент ДНК – зависимая РНК-полимераза. У бактерий синтез мРНК, рРНКи Трнк осуществляется одной и той же РНК-полимеразой. Общее количество молекул этого фермента в клетках Е.coli может достигать около 7000. Наиболее полно изучена РНК-полимераза E.coli, структура которой аналогичны структуре этого фермента у других бактерий. Процесс транскрипции и его ферментативного обеспечения более подробно изучены у прокариот, РНК-полимеразы которых представляют собой сложные белки, состоящие из нескольких субъединиц. Хорошо изучен полный фермент РНК-полимеразы E.coli. Его структуры составляют пять полипептидных субъединиц: две альфацепи, одну бета- и одну бета-штрих-цепи, а также сигма-цепи. Холофермент РНК-полимераза способна узнавать промоторную область в оперонах бактерий и инициировать процесс транскрипции. Главными составляющими элементами процесса транскрипции являются: РНК-полимераза + НТФ + ДНК-матрица=РНК+ ДНК-матрица + ФФн.