Синтез белка

Сборка полипептидной цепи – это сложный процесс, в котором участвуют:

АК
т-РНК
аминоацил-т-РНК-синтетаза(активирующий фермент)
м-РНК
рибосомы
факторы инициации, элонгации и терминации
АТФ, ГТФ
ионы Mg2+

Процесс синтеза белка называетсятрансляцией(от английскогоtranslation- перевод) т.к. информация, записанная на 4-х буквенном языке НК, переводится на язык белка, состоящий из 20 букв. Этот сложный процесс происходит в субклеточных структурах – рибосомах. Это частицы сферической формы имеющие в диаметре 250 - 350°А и состоит из белка (1/3) и р-РНК 92/3). Рибосомы имеют Ксед 80Sи могут диссоциировать в присутствии ионовMgна большую (60S) и малую (40S) субчастицы. Во всех типах клеток 1-й стадией трансляции является АТФ-зависимое превращение каждой аминокислоты в аминоацил-т-РНК

Аминоацил-т-РНКсинтетаза

АК + АТФ + т-РНК аминоацил-т-РНК + АМФ + РР(пирофосфат)

Этим достигается две цели:

происходит активация АК, т.е. повышается реакционная способность в реакции образования пептидной связи.
происходит отбор АК, т.е. соединение неспецифической т-РНК.

Кроме проявления каталитической активности, аминоацил-т-РНК-синтетазавысокоспецифична, т.к. узнавая АК-ту узнает и соответствующую ей т-РНК.

Субстратную специфичность синтетазы обеспечивает участок в ее АЦФ (активный цент фермента), который комплементарен АК и участок комплементарный определенной т-РНК.

Т.о. образуется определенная пара АК и т-РНК.

Живые клетки содержат по 20 синтетаз по 1-й на каждую АК, число т-РНК больше. Например для глиилизоткрыто по 4 разных т-РНК, длясер– 5 т-РНК.

Молекулы т-РНК являются молекулами адапторами, т.е. посредниками, при помощи которых АК переносятся и включаются в определенном порядке в растущую полипептидную цепь. Образовавшиеся соединения т-РНК и АК связываются с рибосомой в которой и происходит синтез белка. Структура синтезируемого белка определяется молекулярной структурой ДНК, содержащейся в клеточном ядре. В ДНК зашифрована последовательность АК-х остатков белковой молекулы.

Передача этой информации зашифрованной в ДНК осуществляется за счет м-РНК, за счет комплементарности пуриновых и пиримидиновых оснований нуклеиновых кислот.

Специфическая структура синтезируемого в рибосоме белка определяется именно молекулярной структурой м-РНК.

В молекуле м-РНК имеется генетический код для каждой АК.

КОД– это триплет нуклеотидов, который называетсякодоном. Большинство АК кодируется несколькими кодонами. Это явление называетсявырожденность кодона. Толькомет и триимеют по одному кодону.

Вырожденность генетического кода способствует совершенствованию генома, т.к. в процессе мутации могут поступать различные АК-е замены, наиболее ценные из которых отбираются в процессе эволюции.

Всего известно 64 кодона, из которых 61 используется для кодирования АК, а 3 – УАА, УАГ, УГА(стоп-кодоны) – обозначаюттерминацию ППЦ, т.е. является сигналами окончания синтеза белковой молекулы.

Синтез белка начинается с N-конца и завершается С-концом белковой молекулы.

Процесс образования пептидной цепи можно разделить на 3 стадии:

- инициация(начало синтеза)

- элонгация(удлинение полипептидной цепи)

- терминация(окончание синтеза)

I стадия ИНИЦИАЦИЯ( в эукариотах).

Сначала образуется инициаторный комплекс рибосома (80S)-м-РНК-мет-т-РНК

Первой АК при сборке любого белка является мет. Генетическим сигналом инициации является метиониновая т-РНК. Они образуюткомплекс инициации:

40S-м-РНК-мет-т-РНК

Для его образования используется ГТФ и белковые факторы инициации. Затем 60S-субъединица подсоединяется к этому комплексу и образуетсяинициаторный комплекс

80S-м-РНК-мет-т-РНК

На этом этапе происходит гидролиз связанного ГТФ. В образовании конечного комплекса инициации участвует 8 белковых факторов инициации.

Молекула мет–т-РНК занимает пептидильный (Р) участокрибосомы. Второй уасток на рибосоме для связывания молекулы т-РНКаминоацильный (А) участокеще пуст.

Мет-т-РНК располагается таким образом, что антикодон спаривается с инициаторным кодоном АУГ в м-РНК + 40S-субчастица + мет-т-РНК + ГТФ + 8 факторов инициации.

Мет