23.09.2024 Биосинтез белка
Биосинтез белка- сложный многостадийный процесс образования полипептидной цепи из аминокислотных остатков, происходящий на рибосомах клеток живых организмов.
Для синтеза необходима белоксинтезирующая система: ДНК, матричная РНК, транспортной РНК, АТФ, активные рибосомы, активированные аминокислоты, ферменты.
ДНК — мРНК— белок
В молекуле ДНК, которая находится в ядре, заключена информация о первичной структуре всех белков многоклеточного организма. Местом сборки (синтеза) белков выступают активные рибосомы, которые находятся в цитоплазме (как одиночные, так и полирибосомы) или прикреплены к Эндоплазматической сети (полисомы). Информация о первичной структуре белка и непосредственное место синтеза белка разобщены в пространстве и находятся в разных компартментах клетки. Для того чтобы синтезировать белок, информация о последовательности аминокислот в его первичной структуре должна быть доставлена к рибосомам. Эту функцию выполняет матричная (информациошная) РНК.
Общая схема синтеза белка включает несколько подготовительных процессов:
Перенос информации к рибосоме (транскрипция)
Перенос вещества к рибосоме
Перенос энергии к рибосоме (с помощью макроэргических связей между кислотным остатком и транспортной РНК)
Центральный процесс: сборка полипептидной цепи на рибосоме (трансляция)
Транскрипция- процесс матричного синтеза одноцепочечной молекулы информационной РНК на одной из цепей ДНК. Транскрипции подвергается только определенный участок ДНК- единица транскрипции. Цепь, на которой происходит транскрипция, называется матричной. Вторая, комплементарная ей цепь называется кодирующей.
Функциональная организация оперона прокаориот/транскриптона эукариот
Промотор -участок связывания с ферментом - ДНК-зависимой-РНК- полимеразой. В зоне промотора располагается последовательность, богатая аденином и тимином (ТАТА-бокс), в которой происходит локальное плавление (разрушение водородных связей между цепями) ДНК.
Оператор у прокариот (Акцепторная зона у эукариот)-участок взаимодействия с регуляторными белками (репрессорами и активаторами).
Структурные гены у прокариот- несут информацию о белке;
У эукариот центральная часть гена имеет мозаичное строение чередование кодирующих белок участков (экзонов) и некодирующих участков - интронов. Размер экзонов значительно меньше, чем интронов. Ген всегда заканчивается экзоном. Как правило, совокупность всех экзонов в транскриптоне кодирует один белок.
Сайт- терминации, в котором происходит обрыв синтеза белка. Состоит из палиндромных последовательностей (при считывании которых на матричной РНК образуется двухцепочечный участок — шпилька).
Структурные гены- тело матричной ДНК, терминаторный участок: содержит стоп-кодон, палиндромный участок/шпилька. Цистрон - элементарная единица функции, определяющая последовательность аминокислот в специфическом белке.
Условия, необходимые для транскрипции
У
часток
ДНК, в котором транскрибируется только
одна цепь, называемая матричной и
имеющая направление 3' -5'
Субстраты -рибонуклеотиды (АТФ, ГТФ, ЦТФ и УТФ)
Источники энергии, которыми выступают сами субстраты, т. к. цепь они включены виде монофосфатов (энергия для реакции высвобождается при отщеплении пирофосфата)
Ферменты - ДНК-зависимая РНК-полимераза; хеликаза, топоизомеразы
Белковые факторы транскрипции (инициации, элонгации и терминации)
Стадии транскрипции