Головна
Cоціологія || Гуманітарні науки || Мистецтво та мистецтвознавство || Історія || Медицина || Науки про Землю || Політологія || Право || Психологія || Навчальний процес || Філософія || Езотерика || Екологія || Економіка || Мови та мовознавство
ГоловнаМедицина → Генетика в 2 ч. Частина 1
««   ЗМІСТ   »»

СИНТЕЗ БІЛКА В КЛІТИНІ

Відтворення і дію генів пов'язані з матричними процесами - синтезом макромолекул: ДНК, РНК, білків. Вище вже розглядалася реплікація як процес, що забезпечує відтворення генетичної інформації. Сучасна теорія гена - досягнення молекулярної генетики - цілком спирається на успіхи біохімії у вивченні матричних процесів. І навпаки, метод генетичного аналізу вносить істотний внесок у вивчення матричних процесів, які самі знаходяться під генетичним контролем. Дія гена забезпечує транскрипцію, або синтез РНК, і трансляцію, або синтез білка (рис. 5.23).

Схема процесу транскрипції ДНК РНК-полімерази і трансляції

Мал. 5.23. Схема процесу транскрипції ДНК РНК-полімерази і трансляції: а - загальна схема транскрипції. Стрілка показує напрямок, в якому ДНК-матриця рухається через молекулу РНК-полімерази; б - два етапи: транскрипція і трансляція

Процес синтезу білка починається з транскрипції ДНК (як розглядалося вище). Наступний процес - трансляція мРНК.

трансляція мРНК - це синтез білка на рибосомах, що направляється матрицею мРНК. При цьому інформація перекладається з чотирибуквене алфавіту нуклеїнових кислот на двадцатібуквенний алфавіт амінокислотних послідовностей поліпептидних ланцюгів.

У цьому процесі розрізняють три стадії:

Таким чином, при трансляції послідовність розташування нуклеотидів в мРНК переводиться в відповідну, строго впорядковану послідовність розташування амінокислот в молекулі синтезованого білка.

сигналом ініціації трансляції у про- і еукаріот служить кодон АУГ, якщо він розташований на початку мРНК. В цьому випадку його «дізнається» спеціалізована ініціює формілметіоніновая (у бактерій) або метіонінових (в еукаріот) тРНК. В інших випадках кодон АУГ «читається» як метіонінових (див. Табл. 5.4.). Сигналом ініціації може також служити кодон ГУГ. Ця взаємодія відбувається на рибосомі в її аміноацільном центрі (^-центрі), розташованому переважно на малій субодиниці рибосоми.

Взаємодія кодону АУГ інформаційної РНК, малої субодиниці рибосоми і формілметіоніл-тРНК утворює комплекс ініціації. Суть цієї взаємодії полягає в тому, що до кодону АУГ на мРНК приєднується своїм антикодоном УАЦ тРНК, яка захопила і несуча молекулу амінокислоти метіоніну (у бактерій инициаторной є тРНК, яка переносить формілметіонін). Потім до цього комплексу, що складається з малої субодиниці рибосоми (305), мРНК і тРНК, приєднується велика субодиниця рибосоми (505). В результаті утворюється повністю зібрана рибосома, що включає одну молекулу мРНК і инициаторного тРНК з амінокислотою. У рибосомі є аміноацільний і пептіділь- ний центри.

Перша амінокислота (метіонін) спочатку потрапляє в аміноацільний центр. В процесі приєднання більшої субодиниці рибосоми мРНК просувається на один кодон, тРНК з аміноацільного центру переміщається в пептідільний центр. У аміноацільний центр надходить наступний кодон мРНК, який може з'єднатися з антикодоном наступної амі- ноаціл-тРНК. З цього моменту починається друга стадія трансляції - елонгація, в ході якої багаторазово повторюється цикл приєднання молекул амінокислот до зростаючої поліпептидного ланцюга. Так, в аміноаціль- ний центр рибосоми надходить відповідно до кодоном інформаційної РНК друга молекула тРНК, що несе чергову амінокислоту. Ця тРНК своїм антикодоном з'єднується з комплементарним кодоном мРНК. Відразу ж за допомогою пептіділтрансферази попередня амінокислота (метіонін) з'єднується своєї карбоксильною групою (-СООН) з аминогруппой (NH2) знову доставленої амінокислоти. Між ними утворюється пептидний зв'язок (-CO-NH-). При цьому виділяється молекула води:

В результаті тРНК, що доставила метіонін, звільняється, а в аміноацільном центрі до тРНК виявляється приєднаним вже дипептид. Для подальшого здійснення процесу елонгації повинен бути звільнений аміноацільний центр, що і відбувається.

В результаті процесу трансляції комплекс діпсптнділ-тРНК просувається з аміноацільного центру в пептідільний. Це відбувається завдяки переміщенню рибосоми на один кодон за участю ферменту транслокази і білкового фактора елонгації. Звільнена тРНК і кодон мРНК, який був пов'язаний з нею, виходять з рибосоми. Наступна тРНК доставляє в звільнився аміноацільний центр амінокислоту відповідно до котрі вступили туди кодоном. Ця амінокислота за допомогою пептидного зв'язку з'єднується з попередньої. При цьому рибосома просувається ще на один кодон, і процес повторюється до тих пір, поки в аміноацільний центр нс надійде один з трьох терминирующего кодонів (нонсенс-кодонів), т. Е. УАА, УАГ або УГА.

Після надходження в аміноацільний центр рибосоми терминирующего кодону настає третій етап синтезу поліпептиду - термінація. Вона починається з приєднання до терминирующего кодону мРНК одного з білкових факторів термінації, що призводить до блокування подальшої елонгації ланцюга. Терминация синтезу призводить до звільнення синтезованої поліпептидного ланцюга і субодиниць рибосоми, які потім диссоциируют і можуть взяти участь в синтезі наступної поліпептидного ланцюга.

Весь процес трансляції супроводжується розщепленням молекул ГТФ (гуанозінтріфосфата), причому необхідна участь додаткових білкових факторів, специфічних для процесів ініціації (факторів ініціації), елонгації (факторів елонгації) і термінації (факторів термінації). Ці білки не є інтегральною частиною рибосоми, а приєднуються до неї на певних етапах трансляції. У загальних рисах процес трансляції однаковий у всіх організмів.

Утворені при синтезі білка поліпептидні ланцюга зазнають постгрансляціонние перетворення і в подальшому виконують свої специфічні функції. первинна структура полипептида визначається послідовністю розташування в ньому амінокислот. Поліпептидні ланцюги мимовільно формують певну вторинну структуру, яка визначається природою бічних груп амінокислотних залишків (а-спіраль, складчастий P-шар, випадковий клубок). Всі ці та інші структурні особливості визначають деяку фіксовану тривимірну конфігурацію, яку називають третинної (або просторової) структурою поліпептиду, відбиває спосіб укладання даної поліпептидного ланцюга в тривимірному просторі.

Білки можуть складатися з однієї або декількох поліпептидних ланцюгів. У другому випадку їх називають олігомерними білками. Для них характерна певна четвертичная структура. Під цим терміном мають на увазі загальну конфігурацію білка, що виникла при асоціації всіх вхідних в її склад поліпептидних ланцюгів. Зокрема, структурна модель людського гемоглобіну включає в себе дві a-ланцюги і дві P-ланцюга, які пов'язані між собою і утворюють четвертичную білкову структуру.

Точність поліпептидного синтезу залежить від правильності освіти системи водневих зв'язків між кодонами і антикодон. До замикання черговий пептидного зв'язку за допомогою рибосом здійснюється перевірка правильності освіти пари кодон-антикодон. Пряме свідчення на користь активної ролі рибосом в контролі комплементар- ності кодон-антикодоновой зв'язку - виявлення мутацій, що змінюють рибосомні білки і таким чином впливають на точність трансляції.

  1. Слуховий аналізатор - ендокринна і центральна нервова системи, вища нервова діяльність, аналізатори, етологія
    Слуховий аналізатор призначений сприймати механічні коливання (звукові хвилі) із зовнішнього середовища, створювані джерелами, що знаходяться на відстані, іноді досить значному, від тварини. Звукопередающей середовищем для наземних тварин є повітря, а для водних тварин - вода, в якій звук
  2. Слухова сенсорна система - вікова анатомія і фізіологія
    Орган слуху - вухо - складається з трьох відділів: зовнішнього, середнього і внутрішнього вуха (рис. 5.19). Зовнішнє і середнє вухо - це допоміжні структури, що забезпечують уловлювання звуку і спрямоване проведення його до слухових рецепторів, що знаходяться у внутрішньому вусі. Там же знаходяться
  3. Слух і рівновагу - нервова система: анатомія, фізіологія, Нейрофармакологія
    Периферична (рецепторна) частина систем слуху і рівноваги (вестибулярного аналізатора) мають загальні риси. Рецептори цих двох систем є волосовими клітинами, т. Е. Механорецепторами, і розташовуються в структурах внутрішнього вуха. Внутрішнє вухо, в свою чергу, є продовженням зовнішнього і
  4. Склад живих організмів, органічні і неорганічні компоненти організмів. Вчення В. І. Вернадського про біосферу і біогеохімії - біохімія людини
    Хімічний склад Землі, закони поширення і розподілу, способи поєднання, шляхи міграції та перетворення хімічних елементів на Землі вивчає геохімія. Ця наука тісно пов'язана з геологією, мінералогією. Вона спирається на хімічні закони і має велике практичне значення для прогнозування місцезнаходження
  5. Скелет тулуба - вікова анатомія і фізіологія. Т.2 опорно-рухова і вісцеральні системи
    Скелет тулуба, або осьової скелет , складається з хребта і грудної клітки. хребет включає 33-34 хребця: сім шийних, 12 грудних, п'ять поперекових, п'ять зрощених крижових і чотири-п'ять зрощених куприкових (рис. 7.10). Мал. 7.10. Хребет людини і його відділи (вид збоку) У кожному хребці розрізняють
  6. Система згортання крові (гемостаз) - фізіологія людини і тварин
    під терміном «Гемостаз» розуміють сукупність фізіологічних процесів, що протікають за участю клітин крові, судинної стінки і компонентів плазми, що завершуються зупинкою кровотечі через ушкоджену судину. розрізняють два основних механізми гемостазу: первинний і вторинний. Первинний гемостаз
  7. Сіра речовина спинного мозку - нервова система: анатомія, фізіологія, Нейрофармакологія
    Сіра речовина СМ містить три групи мультіполярпих нейронів. корінцеві, пучкові і внутрішні. До корінцевим нейронам відносяться мотонейрони і еферентні нейрони ВІС. Аксони корінцевих нейронів виходять з СМ у складі передніх корінців. До пучковим нейронам відносяться нейрони, аксони яких пов'язують
  8. Синтез глікогену і роль нуклеозиддифосфатів - біохімія людини
    До утворення запасного полімеру глікогену веде добре досліджений біосинтетичний шлях, що починається з глюкозо-6-фосфату. На першій стадії відбувається перетворення глюкозо-6-фосфату в глюкозо-1 фосфат, що каталізує фосфоглюкомутази: Виявлено ще один шлях перетворення глюкозо-1-фосфату в глікоген,
© 2014-2021  ibib.ltd.ua