Трансляция - второй этап биосинтеза белков в клетке



Строение рибосомы.

Природа создала универсальную организацию рибосом. Какой бы живой организм мы ни взяли, в любых его клетках рибосомы построены по единому плану: они состоят из двух субчастиц – большой и малой. Малая субчастица отвечает за генетические, декодирующие функции; большая - за биохимические, ферментативные.

В малой субъединице рибосомы различают функциональный центр (ФЦР) с двумя участками – акцепторным и донорным, где размещаются т-РНК с аминокислотой, и участок для молекулы и-РНК. В ФЦР может находиться шесть нуклеотидов u -РНК: три - в акцепторном, три - в донорном участках. Рибосома перемещается по и-РНК, каждый раз сдвигаясь на три азотистых основания (один триплет).

Трансляция

Синтез полипептидной цепи белковой молекулы начинается с активации аминокислот, которую осуществляют специальные ферменты. Каждой аминокислоте соответствует как минимум один фермент. Фермент обеспечивает присоединение аминокислоты к акцепторному участку m-РНК с затратой энергии АТФ.

Функционирование рибосомной системы начинается с того, что кодон АУГ, расположенный на первом месте в и-РНК, занимает место в рибосоме, и специальная т-РНК приносит в донорный участок формилметионин – измененную форму аминокислоты метионина. Когда кодон АУГ находится не на первом месте и-РНК, он кодирует метионин.

Любая полипептидная цепь начинается с формилметионина, который в дальнейшем отщепляется. Далее к образовавшемуся комплексу присоединяется большая субъединица рибосомы, после чего весь рибосомный комплекс начинает перемещаться вдоль u-РНК. При этом акцепторный участок ФЦР находится впереди, а донорный участок - сзади.

К акцепторному участку поступает вторая m -РНК, чей антикодон комплиментарен кодону u -РНК, находящемуся в данном участке ФЦР. Когда две т-РНК с аминокислотами занимают свои места в рибосоме, аминокислоты оказываются очень близко к дру другу, и ферменты, входящие в состав рибосом, соединяют их пептидной связью. Образуется маленькая белковая молекула, состаящая из двух аминокислот. После чего формилметиониновая m-РНК отсоединяется, а растущую цепь белка акцептирует (присоединяет) вторая m-РНК.

В следующий момент рибосома целиком передвигается в направлении следующего кодона u-РНК, а формилметиониновая m-РНК выталкивается в цитоплазму. В освободившийся акцепторный участок приходит новая m-РНК, связанная аминокислотой, которая шифруется очередным кодоном и-РНК, снова происходит образование пептидной связи, и белковая молекула удлиняется еще на одно звено. Процесс будет продолжаться до тех пор, пока рибосома не дойдет до одного из кодонов и-РНК, являющихся «знаком препинания». Так как не существует антикодонов, комплементарных стоп-кодонам, ни одна т-РНК не может занять место в акцепторном участке и принести аминокислоту. Полипептидной цепи не за что удержаться и она покидает рибосому. При этом формилметионин отщепляется. Соединение аминокислот в полипептидную цепь осуществляется в месте выхода каналоподобной структуры в пространство (зазор) между большой и малой субчастицами рибосомы так, что синтезируемый белок располагается в этой каналоподобной структуре и по завершении синтеза через пору в мембране ЭПС поступает в ее внутреннее пространство для окончательного формирования и транспорта по месту назначения. Процесс завершения синтеза белковой молекулы называется терминацией.

Для увеличения эффективности функционирования и-РНК часто соединяется не с одной, а с несколькими рибосомами. Такой комплекс называется полисомой, на котором протекает одновременный синтез нескольких полипептидных цепей.

Таким образом, процесс синтеза белка представляет собой серию ферментативных реакций, идущих с затратой энергии АТФ.

1. Сформулировать определение, что такое трансляция.

2. Определить, что необходимо для трансляции:

o и-РНК, кодирующая последовательность аминокислот в полипептиде;

o рибосомы, декодирующие и-РКН и образующие полипептид;

o т-РНК, транспортирующие аминокислоты в рибосомы;

o энергия в форме АТФ для присоединения аминокислот к рибосоме и для работы рибосомы;

o аминокислоты, строительный материал;

o ферменты

Решение задач.

Выполните упражнение: 1. Установите последовательность этапов синтеза белка:

1. Попадание фрагмента и-РНК в акцепторный участок функционального центра рибосомы (ФЦР);

2. Присоединение т-РНК с аминокислотой к соответствующему кодону и-РНК в акцепторном участке ФЦР;

3. Перемещение т-РНК с растущим белком в донорный участок ФЦР;

4. Транскрипция;

5. Удлинение полипептидной цепи на одну аминокислоту;

6. Присоединение аминокислот к соответствующим т-РНК. (4,6,1,2,5,3)


Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 19; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!