Трансляция. Биосинтез белка

Генетический код. Свойства кода.

Генетический код — это система записи информации о последовательности расположения аминокислот в белках с помощью последовательности расположения нуклеотидов в ДНК и и-РНК. Участок молекул ДНК, состоящий из трех нуклеотидов, называется триплетом или кодоном.

Свойства генетического кода:

· Код триплетен — каждая из 20 аминокислот зашифрована последовательно расположенными тремя нуклеотидами. Из 4 нуклеотидов (так как существует 4 варианта азотистых оснований) можно создать 64 различные комбинации по 3 нуклеотида в каждом (4x4x4 = 64).

· Код вырожден — каждая аминокислота шифруется более чем одни кодоном (от двух до шести), исключение составляют аминокислоты: метионин: который кодируется только триплетом АУГ, и триптофан — УГГ.

· Код специфичен — каждый кодон шифрует только одну аминокислот,

· Код универсален — один триплет кодирует одну и ту же аминокислот у всех живых организмов.

· Код неперекрываем — каждый нуклеотид входит лишь в какой-либо один триплет и переписывание информации происходит строго потриплетно.

Триплеты УАА, УАГ, УГА обозначают прекращение синтеза одно полипептидной цепи, так как к ним нет аминокислот. Они находятся в конце каждого гена. В ДНК запрограммирована вся наследственная информация, и-РНК переписывает информацию с участка ДНК (гена) и переносит ее из цитоплазмы на рибосому. У эукариот и-РНК еще незрелая, поэтому в ядре и при выходе из него происходит ее процессинг — дозревание (вырезание неинформативных участков и другие процессы), в результате чего и-РНК укорачивается.

Дозревшая и-РНК переносит информацию о синтезе белка в рибосоме (рис.4). Информация закодирована в виде триплетов. Один триплет (кодон) кодирует место одной аминокислоты в белковой молекуле, а последовательность триплетов кодирует последовательность аминокислот в белковой молекуле. Перевод информации с и-РНК на последовательность аминокислот называется трансляцией (от лат. translatio — передача). В и-РНК существуют триплеты: инициирующий АУГ (определяет начало синтеза белка) и терминирующие УАГ, УАА, УГА (заканчивают синтез белка).

Рис.4. Схема биосинтеза белка

Одномоментно в рибосоме помещается 2 триплета: один — в пептидильном, другой — в аминоацильном (аминокислотном) участке рибосомы. К аминоацильному участку во время синтеза белка подтягиваются аминокислоты, а в пептидильном находится пептид (полипептид).

В цитоплазме клетки всегда имеется не менее 20 различных аминокислот и соответствующих им т-РНК. С помощью специфических ферментов аминокислоты распознаются, активируются и присоединяются к т-РНК, которая пе­реносит их к месту синтеза белка в рибосому. В рибосоме в и-РНК находится кодон, а у т-РНК есть антикодон.

Если в рибосоме на и-РНК будет триплет АУГ, то к нему подойдет т-РНК с комплементарным антикодоном УАЦ; если ГГГ - то т-РНК с антикодоном ЦЦЦ. После этого между аминокислотой, находящейся в пептидильном участке, и аминокислотой, находящейся в аминоацильном участке, происходит образование пептидной связи. Данная реакция осуществляется на большой субъединице рибосомы. Затем т-РНК, находящаяся в пептидильном участке, вытесняется из него и «уходит» в цитоплазму за другой ами­нокислотой, а рибосома передвигается на следующий триплет (ААА), который будет в аминоацильном участке рибосомы, триплет же ГГГ окажется в пептидильном участке. Так происходит считывание информации. Когда рибосома окажется на терминирующем триплете, синтез белка заканчивается.

Наращивание аминокислот в белковой молекуле в процессе синтеза белка называется элонгацией (удлинением). Синтез одной молекулы белка длится всего 3—4 с. Каждый этап синтеза катализируется соответствующими ферментами и снабжается энергией за счет расщепления АТФ.

После окончания синтеза белка и образования первичной структуры фор­мируется вторичная, третичная, а иногда и четвертичная структура белка и онстановится способным выполнять свои функции.

Сходство и различие организмов определяется набором белков. Каждый вид имеет только ему присущий набор белков, то есть они являются основой видовой специфичности, а также обусловливают индивидуальную специфичность организмов. На Земле нет двух людей, у которых все белки были одинаковыми (за исключением монозиготных близнецов). ДНК каждой клетки несет в себе информацию не только о структурных белках, определяющих форму клетки, но и всех белках-ферментах, белках-гормонах и др. Практически все признаки клеток и организма в целом определяются белками. Таким образом, в ДНК заключена вся информация о структуре и деятельности клеток, обо всех признаках каждой клетки и организма в целом.

Дата добавления: 2015-04-24