Биосинтез белка и нуклеиновых кислот
НАВИГАЦИЯ ПО СТРАНИЦЕ
легко понять и запомнить
Под реализацией генетической информации, записанной в виде последовательности нуклеотидов в молекулах ДНК, подразумевают синтез на основании этой последовательности молекул белка и РНК.
Под транскрипцией понимают синтез молекулы иРНК на матрице ДНК. Данный процесс происходит в ядре клетки при участии ферментов, основным из которых является РНК-полимераза. После синтеза молекулы иРНК она выходит из ядра через его поры в цитоплазму клетки, где связывается с рибосомой, и начинается процесс трансляции — синтеза молекулы белка на матрице иРНК.
Таким образом, упрощенно схему биосинтеза белка можно представить следующим образом:
ДНК → иРНК → белок
Транскрипция
Синтез молекулы иРНК происходит на одной из цепей ДНК, называемой матричной. РНК-полимеразы движутся в направлении 3’ → 5’ матричной цепи ДНК, иРНК синтезируется по принципу комплементарности (с заменой тимина на урацил).
Вторая цепь ДНК, которая не участвует в процессе транскрипции, называется смысловой. Полученная в ходе транскрипции иРНК является копией смысловой цепи (с точностью до замены Т на У).
Строго говоря, процесс транскрипции включает в себя 3 основных стадии: инициацию, элонгацию и терминацию.
Далее начинается процесс
Завершается процесс стадией
Далее молекула пре-иРНК модифицируется (это называется процессингом): к ее 5’-концу добавляется модифицированный гуаниновый нуклеотид, называемый кэп (это помогает иРНК покинуть ядро и защищает ее от быстрой деградации в цитоплазме); к 3’-концу добавляется несколько сотен адениновых нуклеотидов (процесс полиаденилирования); также происходит вырезание (сплайсинг) участков РНК, не несущих информацию — некодирующих областей (интронов).
Таким образом, после процессинга получается полноценная молекула иРНК, содержащая кэп, полиА-хвост и включающая в себя только участки, кодирующие белок (экзоны). Именно эта молекула и будет участвовать в процессе трансляции.
Трансляция
Трансляция начинается со связывания рибосомы с иРНК, затем происходит последовательное считывание информации, закодированной в триплетах иРНК (кодонах), и присоединение аминокислот, доставляемых к месту сборки молекулами тРНК.
В молекуле тРНК выделяют 2 основных участка: сайт связывания, к которому присоединяется аминокислота, и антикодон — особый триплет тРНК, комплементарный кодону иРНК.
В процессе трансляции рибосома считывает кодон иРНК и подбирает тРНК с комплементарным антикодоном, несущую необходимую аминокислоту. Так происходит наращивание белковой цепи. Запомнить, что рибосома движется от 5’-конца иРНК к ее 3’-концу.
В строении рибосомы принято выделять два участка: донорный и акцепторный.
У большинства эукариот процесс трансляции начинается со связывания рибосомы с кодоном АУГ, кодирующим аминокислоту Мет («старт-кодон»). Соответствующая тРНК попадает сразу в донорный участок рибосомы.
Затем рибосома считывает следующий кодон (находящийся в акцепторном участке).
тРНК с соответствующим антикодоном попадает в акцепторный участок. После этого происходит присоединение (акцепция) растущей полипептидной цепи к аминокислоте, находящейся на тРНК, расположенной в акцепторном участке (тРНК, находящаяся в донорном участке, напротив, от этой ноши освобождается и готова покинуть рибосому).
На последнем этапе рибосома смещается по цепи иРНК на один кодон, освобождая акцепторный участок для следующей тРНК, после чего процесс повторяется.
Синтез белковой молекулы прекращается, когда рибосома находит на иРНК один из кодонов: УАА, УАГ, УГА. Это так называемые «стоп-кодоны», которые сигнализируют о том, что синтез белка закончен. После окончания синтеза белка молекула иРНК разрушается с помощью ферментов рибонуклеаз.
Стоит отметить, что зачастую в синтезе белка принимают участие более чем одна рибосома. Такое образование называется
