КЛЕТКА

 

ВНУТРИКЛЕТОЧНЫЕ БИОХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ

 

 

Синтез белков. Синтез каждого определенного специфического белка определяется участком ДНК (геном) с определенной последовательностью нуклеотидов.

 

Центральная догма современной биологии характеризует одну из основ жизни следующим образом:

Иными словами, наследственная информация, заключенная в ДНК, передается по наследству благодаря ее самоудвоению (репликации). Генетическая информация, записанная в виде последовательности нуклеотидов ДНК, в процессе транскрипции переписывается в нуклеотидную последовательность РНК, которая, в свою очередь, определяет последовательность аминокислот соответствующей белковой молекулы.

 

Благодаря наличию ядерной оболочки в клетках человека (и других эукариот) процессы транскрипции и трансляции проходят в разных структурах и разделены во времени.

Синтез белка (трансляция) связан с процессом транскрипции - переписывания информации, хранящейся в ДНК, поэтому мы начинаем описание с последнего.

 

Транскрипция осуществляется в ядре. Информация о структуре белка, заключенная в ДНК, «переписывается» на информационную (мессенджер, матричную) РНК (мРНК). При этом с одного гена может «переписываться» множество молекул мРНК. Они подвергаются в ядре процессингу, после чего транспортируются из ядра в цитоплазму, где и выполняют свои функции. Процес- синг (англ. processing - обработка) - совокупность реакций, ведущих к превращению первичных неактивных транскриптов в функционирующие молекулы.

 

В клетках существует три типа РНК. Среди них информационная (мРНК) переносит информацию о нуклеотидной последовательности ДНК к рибосомам. В образовании рибосом участвует рибосомная РНК (рРНК). Небольшие транспортные РНК (тРНК) выполняют двойную функцию: они присоединяют молекулу аминокислоты, транспортируют ее к рибосоме и узнают триплет, соответствующий этой аминокислоте в молекуле мРНК.

 

В середине молекулы тРНК имеется группировка из трех азотистых оснований, называемая антикодоном. Антикодон может связаться с определенной группировкой трех оснований на мРНК - с кодо- ном. Действительно, после сближения молекул антикодон тРНК узнает кодон мРНК и спаривается с ним.

 

Генетический код, расшифрованный в 60-х годах XX в. М. Нирен- бергом, У. Холлом и X. Кораной, основан на триплетах, или кодонах,- три нуклеотида определяют присоединение к полипептидной цепи одной аминокислоты ( 6).

 

Генетический код отличается рядом важных свойств. Он трипле- тен - именно три нуклеотида определяют присоединение к полипептидной цепи одной аминокислоты. Генетический код вы1рожден, т.е. большинство аминокислот кодируются более чем одним триплетом.

 

При этом одна и та же аминокислота может кодироваться разными триплетами, однако первые два нуклеотида для них всегда одинаковы. Например, триплет -С-С-С- кодирует пролин. Кроме того, включение пролина может кодироваться триплетами CCU, CCA, CCG. Триплет AUG кодирует первую аминокислоту - метилметионин, с которой начинается синтез любой полипептидной цепи. Всего в генетическом коде имеется 64 кодона, три из которых (UAA, UGA и UAG) являются стоп-кодонами, завершающими синтез полипептидной цепи.

 

Генетический код не перекрывается, хотя в нем отсутствуют знаки, отделяющие один триплет от другого. Например, в последовательности оснований UUCAUUGUU первые три основания кодируют одну аминокислоту, вторые три - другую и т. д.

 

Не может быть такой ситуации в приведенном примере, когда основание UUC кодирует одну аминокислоту, UCA - другую, а CAU - третью и т. д.

 

Код универсален, т. е. все живые организмы на планете Земля (включая вирусы) имеют один и тот же код. Рамка считывания определяет положение первого нуклеотида кодона гена (или мРНК).

 

рРНК синтезируется на описанных ядрышковых организаторах - участках ДНК, имеющих форму петель, которые находятся в ядрышке. Предшественник рРНК, синтезированный на ядрыш- ковом организаторе, в ядрышке соединяется с рибосомными белками, синтезированными в цитоплазме и транспортированными в ядро, образуя крупные рибонуклеопротеидные частицы. Последние претерпевают процессинг, в результате которого в ядре образуются большая и малая субъединицы рибосом. Предшественники рибосом транспортируются в цитоплазму, где в ходе синтеза белка и происходит сборка самих рибосом.

 

Синтез самой молекулы белка начинается с того, что молекула тРНК связывается с соответствующей аминокислотой, в результате чего образуется аминоацил-тРНК. Малая субъединица рибосомы связывается с инициаторной тРНК, несущей молекулу метилметионина. Этот комплекс присоединяется к ини- циаторному кодону мРНК (AUG). После этого к малой присоединяется большая субъединица рибосомы. Реакции синтеза белка осуществляют рибосомы, которые считывают информацию, заложенную в мРНК, продвигаясь вдоль нее в направлении

 

Рибосома связывает две молекулы тРНК: участок А рибосомы связывает аминоацил-тРНК, участок Р рибосомы - аминоа- цил-тРНК, связанную с растущей полипептидной цепью. Обе тРНК связываются с соседними кодонами мРНК. К рибосоме подходит следующая аминоацил-тРНК, и образуется первая пептидная связь.

 

Перемещаясь по цепи мРНК, рибосома присоединяет следующие аминокислоты, которые связываются между собой, а молекулы тРНК отделяются, чтобы вскоре присоединить новую аминокислоту. При достижении рибосомой стоп-кодона синтез прекращается, потому что к стоп-кодонам нет соответствующих ан- тикодонов ни у одной тРНК. Полипептидная цепь отделяется от рибосомы.

 

 

 

 Смотрите также:

 

Нуклеиновые кислоты и синтез белка. Спирали РНК и ДНК

Рибосомная РНК (рРНК) входит вместе с белком в состав рибосом — клеточных органелл, состоящих из двух разных по величине половинок, имеющих форму сплюснутых сфер, прижатых одна к другой. Рибосомы прикрепляются к матричной (информационной) РНК (мРНК)...

 

Классификация белков. ДНК. РНК. Альбумины. Глобулины.

Второй тип называется рибонуклеиновой кислотой (РНК).
Нити ДНК содержат код, необходимый для строения живого организма.
Затем, попадая в рибосомы, — цитоплазматические структуры, в которых происходит синтез белков, молекулы иРНК как бы...

 

НУКЛЕИНОВЫЕ КИСЛОТЫ — сложные высокомолекулярные...

Кроме того, в клетка:: высших организмов — эукарио-тов — ДНК обнаружена в составе ряда внутриклеточных образований.
Роль «переводчиков» с языка генетического

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД — система зашифровки наследственной...

На основе закодированной информации гены управляют синтезом белков, и в первую
Для объяснения этого было предложено много гипотез о различных моделях генетического кода, к-рые можно
копии генов в виде молекул так наз. информационной рибонуклеиновой.