Процессинг и формирование третичной структуры
Биосинтез белков
Вопрос 65.
Биологический код, универсальность его и свойства
В каждой клетке синтезируется несколько тысяч различных белковых молекул. Белки недолговечны, время их существования ограничено, после чего они разрушаются. Способность синтезировать строго определенные белки закреплена наследственно, информация о последовательности аминокислот в белковой молекуле закодирована в виде последовательности нуклеотидов в ДНК.
Ген — участок молекулы ДНК, кодирующий первичную последовательность аминокислот в полипептиде или последовательность нуклеотидов в молекулах транспортных и рибосомальных РНК.
Итак, последовательность нуклеотидов каким-то образом кодирует последовательность аминокислот. Все многообразие белков образовано из 20 различных аминокислот, а нуклеотидов в составе ДНК — 4 вида.
В настоящее время известны следующие свойства генетического кода:
- Триплетность: каждая аминокислота кодируется триплетом нуклеотидов.
- Однозначность: кодовый триплет, кодон, соответствует только одной аминокислоте.
- Вырожденность (избыточность): одну аминокислоту могут кодировать несколько (до шести) кодонов.
- Универсальность: генетический код одинаков, одинаковые аминокислоты кодируются одними и теми же триплетами нуклеотидов у всех организмов Земли.
- Неперекрываемость: последовательность нуклеотидов имеет рамку считывания по 3 нуклеотида, один и тот же нуклеотид не может быть в составе двух триплетов. (Жил был кот тих был сер мил мне тот кот);
- Из 64 кодовых триплетов 61 кодон — кодирующие, кодируют аминокислоты, а 3 — не кодируют аминокислоты, терминирующие синтез полипептида при работе рибосомы. Кроме того, есть кодон — инициатор (метиониновый), с которого начинается синтез любого полипептида.
А это вопрос 65 продолжение и 66.
БИОСИНТЕЗ БЕЛКА
В начале 50 гг. Ф. Крик и Уотсон сформулировали центральную догму молекулярной биологии:
ДНК®РНК®белок.
Информация о белке находится на ДНК, на матрице ДНК синтезируется иРНК, которая является матрицей для синтеза белковой молекулы.
Биосинтез белка состоит из следующих этапов:
Активация аминокислот
Инициация
Элонгация
Терминация
Процессинг и формирование третичной структуры
В каждой стадии я привела необходимые компоненты, все они вместе и есть белок-синтезирующая система
Активация аминокислот
Необходимые компоненты: 20 аминокислот, 20 аминоацил-тРНК-синтетаз, Минимум 20 тРНК, АТФ и Mg2+.На первой стадии происходит активация АМК с затратой АТФ с образованием аминоациладенилата соответствующей АМК с последующим взаимодействием с тРНК и образованием аминоацилтРНК. Для начала процесса синтеза белка необходим качественный и количественный состав АМК.
Инициация
Необходимые компоненты: мРНК, инициаторная аминоацил-тРНК (метионил-тРНК), инициирующий кодон в молекуле мРНК (АУГ), 40S и 60S рибосомные субъединицы, факторы инициации, ГТФ и Mg.
Инициация – точка отсчета синтеза белка. Каждая рибосома может синтезировать только одну полипептидную цепь, это занимает около 10 сек. Инициация осуществляется тремя специфическими факторами и ГТФ. В присутствии метионина, мРНК связывается с малой субъединицей, далее с тРНК и кодоном.
Элонгация
Необходимые компоненты: инициирующий комплекс (функциональная 80S рибосома),
аминоацилтРНК, факторы элонгации, 2 ГТФ и Mg2+.
Элонгация – процесс удлинения полипептидной цепи на 1 АМК. Процесс элонгации представляет собой присоединение рядом с меитионил-тРНК следующего фрагмента тРНК с образованием полипептидной связи между остатком метионина и следующей АМК. Происходит перемещение мРНК на 1 триплет – транслокация.
Терминация
Необходимые компоненты: Терминирующие кодоны в молекуле мРНК: УАА, УАГ и УГА, факторы терминации (рилизинг-факторы): eRF, АТФ.
Осле завершения синтеза полипептида происходит высвобождение его из рибосом при участии рилизинг-факторов терминации.
Процессинг и формирование третичной структуры
Необходимые компоненты: Специфические ферменты и кофакторы, вызывающие освобождение инициирующих остатков и сигнальных последовательностей, ограничен-