Регуляция биосинтеза белка

Биосинтез белка – трансляция.

Информация о любом белке закодирована в гене – участок ДНК в виде нуклеотидной последовательности. Сначала происходит расплетание ДНК-спирали в том участке, в котором находится информация о синтезируемом белке. Далее на этом участке ДНК происходит процесс транскрипции – это синтез информационной РНК – и РНК. Синтез РНК на ДНК осуществляется по принципу комплементарности: аденин комплементарен урацилу, тимин – аденину, гуанин – цитозину. Транскрипция протекает в ядре клетки при участии фермента РНК-полимеразы. иРНК переходит в цитоплазму, где присоединяется к рибосомам. Нуклеотидная последовательность иРНК образует сочетания 3-х азотистых оснований – триплеты, которые кодируют определенные аминокислоты. к месту синтеза белка аминокислоты доставляются с помощью транспортной РНК. В результате образуется аминокислотная последовательность – белковая молекула.

Наиболее изучена регуляция биосинтеза белка на уровне транскрипции у прокариот. Можно рассмотреть на примере лактозного оперона. Лактоза – углевод, который потребляется клетками бактерий как источник энергии. Для этого нужны определенные белки-ферменты, которые будут усваивать лактозу. Эти ферменты кодируются на ДНК-опероне. ДНК-оперон включает промотор – место присоединения фермента РНК-полимеразы, оператор – место присоединения белка-репрессора, структурные гены, которые кодируют белки-ферменты усваивающие лактозу. Если в культуре бактериальных клеток отсутствует лактоза, то белок-репрессор связан с оператором, что блокирует прохождение РНК-полимеразы к структурным генам для их транскрипции. В результате отсутствует и-РНК этих генов и не может быть синтеза белков-ферментов, усваивающих лактозу.

В присутствии лактозы она связывается с белком-репрессором, при этом белок-репрессор отделяется от оператора. В результате РНК-полимераза может осуществить транскрипцию структурных генов, кодирующих белки-ферменты. Образуется и-РНК, которая транслируется с образованием белков-ферментов, происходит усвоение лактозы.

Белки и их лиганды.

Некоторые белки активны или неактивны при присоединении к ним какого-либо вещества – лиганда. В белке есть активный центр, куда присоединяется лиганд. На этом свойстве белка основано действие различных лекарств. Например, в нервно-мышечном синапсе есть ацетилхолин, который взаимодействует со своим белком-рецептором и вызывает сокращение клеток. Лекарство атропин – является структурным аналогом ацетилхолина, поэтому атропин тоже взаимодействует с белком-рецептором ацетилхолина, в результате взаимодействие ацетилхолина с белком-рецептором снизится, клетка не будет сокращаться, а будет расслабляться, т.е. атропин является спазмолитиком.

Дата добавления: 2014-01-07