Трансляция

Трансляция заключается в синтезе полипептидной цепи в соответствии с информацией, закодированной в матричной РНК. Аминокислотная последовательность выстраивается при помощи транспортных РНК, которые образуют с аминокислотами комплексы — аминоацил-тРНК. Каждой аминокислоте соответствует своя тРНК, имеющая соответствующий антикодон, «подходящий» к кодону мРНК. Во время трансляции рибосома движется вдоль мРНК, по мере этого наращивается полипептидная цепь. Энергией биосинтез белка обеспечивается за счёт АТФ.

Готовая белковая молекула затем отщепляется от рибосомы и транспортируется в нужное место клетки. Для достижения своего активного состояния некоторые белки требуют дополнительной посттрансляционной модификации.

Кодо́н (кодирующий тринуклеотид) — единица генетического кода, тройка нуклеотидныхостатков (триплет) в ДНК или РНК, обычно кодирующих включение одной аминокислоты. Последовательность кодонов в гене определяет последовательность аминокислот вполипептидной цепи белка, кодируемого этим геном.

Антикодо́н — триплет (тринуклеотид), участок в транспортной рибонуклеиновой кислоте (тРНК), состоящий из трёх неспаренных (имеющих свободные связи) нуклеотидов. Спариваясь с кодономматричной РНК (мРНК), обеспечивает правильную расстановку каждой аминокислоты при биосинтезе белка.

Синтетазы - фермент, катализирующий соединение двух молекул с образованием новой химической связи. При этом обычно происходит отщепление (гидролиз) небольшой химической группы от одной из молекул.

мутация сдвига рамки чтения – вставка или выпадение нуклеотида изменяет аминокислотный состав белка

12 – 13 - 14. Единство и разнообразие клеточных типов

Существует два основных морфологических типа клеток, различающиеся по организации генетического аппарата: эукариотический и прокариотический. В свою очередь, по способу питания различают два основных подтипа эукариотических клеток: животную (гетеротрофную) и растительную (автотрофную).

Эукариотическая клетка состоит из трех основных структурных компонентов: ядра, плазмалеммы и цитоплазмы.

Эукариотическая клетка отличается от остальных типов клеток, в первую очередь, наличием ядра. Ядро – это место хранения, воспроизведения и начальной реализации наследственной информации. Ядро состоит из ядерной оболочки, хроматина, ядрышка и ядерного матрикса.

Плазмалемма (плазматическая мембрана) – это биологическая мембрана, покрывающая всю клетку и отграничивающая её живое содержимое от внешней среды. Поверх плазмалеммы часто располагаются разнообразные клеточные оболочки (клеточные стенки). В животных клетках клеточные оболочки, как правило, отсутствуют.

Цитоплазма – это часть живой клетки (протопласта) без плазматической мембраны и ядра. Цитоплазма пространственно разделена на функциональные зоны (компартменты), в которых протекают различные процессы. В состав цитоплазмы входят: цитоплазматический матрикс, цитоскелет, органоиды и включения (иногда включения и содержимое вакуолей к живому веществу цитоплазмы не относят). Все органоиды клетки делятся на немембранные, одномембранные и двумембранные. Вместо термина «органоиды» часто употребляют устаревший термин «органеллы».

К немембранным органоидам эукариотической клетки относятся органоиды, не имеющие собственной замкнутой мембраны, а именно: рибосомы и органоиды, построенные на основе тубулиновых микротрубочек – клеточный центр (центриоли) и органоиды движения (жгутики и реснички). В клетках большинства одноклеточных организмов и подавляющего большинства высших (наземных) растений центриоли отсутствуют.

К одномембранным органоидам относятся: эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, пероксисомы, сферосомы, вакуоли и некоторые другие. Все одномембранные органоиды связаны между собой в единую вакуолярную систему клетки. В растительных клетках настоящие лизосомы не обнаружены. В то же время в животных клетках отсутствуют настоящие вакуоли.

К двумембранным органоидам относятся митохондрии и пластиды. Эти органоиды являются полуавтономными, поскольку обладают собственной ДНК и собственным белоксинтезирующим аппаратом. Митохондрии имеются практически во всех эукариотических клетках. Пластиды имеются только в растительных клетках.

Прокариотическая клетка не имеет оформленного ядра – его функции выполняет нуклеоид, в состав которого входит кольцевая хромосома. В прокариотической клетке отсутствуют центриоли, а также одномембранные и двумембранные органоиды – их функции выполняют мезосомы (впячивания плазмалеммы). Рибосомы, органоиды движения и оболочки прокариотических клеток имеют специфическое строение.

эукариотическая - животная клетка
прокариот - клетка растения

Наиболее важным отличием эукариот от прокариот долгое время считалось наличие оформленного ядра и мембранных органоидов. Однако к 1970—1980-м гг. стало ясно, что это лишь следствие более глубинных различий в организации цитоскелета. Некоторое время считалось, что цитоскелет свойственен только эукариотам, но в середине 1990-х гг. белки, гомологичные основным белкам цитоскелета эукариот, были обнаружены и у бактерий.

Именно наличие специфическим образом устроенного цитоскелета позволяет эукариотам создать систему подвижных внутренних мембранных органоидов. Кроме того, цитоскелет позволяет осуществлять эндо- и экзоцитоз (как предполагается, именно благодаря эндоцитозу в эукариотных клетках появились внутриклеточные симбионты, в том числе митохондрии и пластиды). Другая важнейшая функция цитоскелета эукариот — обеспечение деления ядра (митоз и мейоз) и тела (цитотомия) эукариотной клетки (деление прокариотических клеткок организовано проще). Различия в строении цитоскелета объясняют и другие отличия про- и эукариот. Например, постоянство и простоту форм прокариотических клеток и значительное разнообразие формы и способность к её изменению у эукариотических, а также относительно большие размеры последних. Так, размеры прокариотических клеток составляют в среднем 0,5—5 мкм, размеры эукариотических — в среднем от 10 до 50 мкм. Кроме того, только среди эукариот попадаются поистине гигантские клетки, такие как массивные яйцеклетки акул или страусов (в птичьем яйце весь желток — это одна огромная яйцеклетка), нейроны крупных млекопитающих, отростки которых, укрепленные цитоскелетом, могут достигать десятков сантиметров в длину.

Клеточная мембрана – это оболочка клетки, выполняющая следующие функции:

• разделение содержимого клетки и внешней среды;
• регуляция обмена веществ между клеткой и средой;
• место протекания некоторых биохимических реакций (в том числе фотосинтеза, окислительного фосфорилирования);
• объединение клеток в ткани.

Оболочки делятся на плазматические (клеточные мембраны) и наружние. Важнейшее свойство плазматической мембраны – полупроницаемость, то есть способность пропускать только определённые вещества. Через неё медленно диффундируют глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты и ионы, причём сами мембраны могут активно регулировать процесс диффузии

Над плазматической мембраной клетки могут располагаться надмембранные структуры. Их строение является влажным классификационным признаком. У животных это гликокаликс (белково-углеводный комплекс), у растений, грибов и бактерий – клеточная стенка. В состав клеточной стенки растений входит целлюлоза, грибов – хитин, бактерий – белково-полисахаридный комплекс муреин.

Вторичные клеточные оболочки имеют характерные углубления, называемые порами (рис. 4.3,5). Поры двух смежных клеток обычно располагаются друг против друга. Две противолежащие поры вместе называются парой пор. Каждая пора, входящая в состав данной пары, имеет поровую камеру, при этом обе камеры отделяются друг от друга тонким участком оболочки — замыкающей пленкой поры, или поровой мембраной. Поры возникают во время онтогенеза клеточной оболочки в результате неравномерного отложения вещества вторичной оболочки: над замыкающей пленкой поры это вещество не откладывается, и поэтому поры фактически являются местами, в которых вторичная оболочка прерывается. Замыкающая пленка в каждой паре пор состоит из двух первичных оболочек и срединной пластинки (рис. 4.3,5).

Первичные оболочки тоже могут иметь углубления — первичные поровые поля, или примордиальные поры [3]. В настоящей книге эти структуры называются также первичными порами. В примордиальных порах первичная оболочка особенно тонка и пронизана плазмодесмами (рис. 4.3,Л), однако она не прерывается в этих участках, за исключением только тех мест, где находятся плазмодесменные каналы, иначе говоря, первичная оболочка откладывается над замыкающей пленкой порового поля. Поры, образующиеся во вторичной оболочке, располагаются над первичными поровыми полями. При использовании слова «поле» в термине «поровое поле» принимается во внимание тот факт, что

Рис. 4.3. Первичные поровые поля (А) и поры (Б). А. Клеточная стенка, состоящая из срединной пластинки и двух слоев первичной оболочки. Плазмодесмы пронизывают замыкающие пленки поровых полей. Б. Клеточная стенка, состоящая из срединной пластинки, двух слоев первичной оболочки и двух слоев вторичной оболочки. Б. Очертания поры, показанной на Б, при рассматривании оболочки с поверхности. 1 — первичная оболочка; 2 — срединная пластинка; 3 — первичное по-ровое поле с плазмодесмами; 4 — апертура поры; 5 — замыкающая пленка поры; 6 — вторичная оболочка.

Над одной примордиальной порой во вторичной оболочке может возникать несколько пор.

Важной физиологической особенностью первичных пор является наличие плазмодесм, пересекающих замыкающую пленку (рис. 4.3, Л и фото 17). Как уже говорилось в гл. 3, плазмодесмы, вероятно, обеспечивают непрерывность цитоплазмы между соседними клетками. Канал плазмодесмы в оболочке выстлан плазма-леммой, а в его центре находится десмотрубочка, непосредственно переходящая в цистерны ЭР, расположенные напротив отверстий плазмодесм. Остальная часть канала заполнена матриксом цитоплазмы. Взаимоотношение между структурой и функцией плазмодесм как путей, связывающих между собой протопласты, пока полностью не выяснено.

Дата добавления: 2015-04-23