Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность

Биосинтез белка в клетке кратко и понятно

Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть картинку Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Картинка про Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность

Как объяснить, кратко и понятно, что такое биосинтез белка, и какого его значение?

Если вам интересна эта тема, и вы хотели бы подтянуть школьные знания или же повторить пропуски, то эта статья создана для вас.

Что такое биосинтез белка

Сначала стоит ознакомиться с определением биосинтеза. Биосинтезом называется синтез живыми организмами природных органических соединений.

Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть картинку Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Картинка про Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность

Если быть проще, то это получение различных веществ с помощью микроорганизмов. Этот процесс занимает важную роль во всех живых клетках. Не забываем и о сложном биохимическом составе.

Транскрипция и трансляция

Это два наиглавнейших шага биосинтеза.

Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть картинку Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Картинка про Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность

Транскрипция с латинского означает «переписывание» – в качестве матрицы применяется ДНК, поэтому происходит синтезирование трёх видов РНК (матричной/информационной, транспортной, рибосомной рибонуклеиновых кислот). Реакция осуществляется с помощью полимеразы (РНК) и с использованием большого количества аденозинтрифосфата.

Выделают два основных действия:

Трансляция с латинского означает «перевод» – используется иРНК в качестве матрицы, синтезируются полипептидные цепочки.

Трансляция включает в себя три этапа, которые можно было представить в виде таблицы:

Схема биосинтеза белка

По схеме видно, как протекает процесс.

Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть картинку Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Картинка про Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность

Точкой стыковки этой схемы являются рибосомы, в которых синтезируется белок. В простой форме синтез осуществляется по схеме

ДНК &gt, PHK &gt, белок.

Первым начинается этап транскрипции, в котором молекула изменяется в одноцепочную информационную рибонуклеиновую кислоту (иРНК). В ней содержится информация аминокислотной последовательности белка.

Следующей остановкой иРНК будет рибосома, в которой происходит сам синтез. Происходит это путём трансляции, формирования полипептидной цепочки. После этой заурядной схемы, полученный белок транспортируется в разные места, выполняя определённые задачи.

Последовательность процессоров биосинтеза белка

Биосинтез белка – сложный механизм, который включает в себя два выше упомянутых этапа, а именно транскрипцию и трансляцию. Первым происходит транскрибируемый этап (он разделяется на два события).

После идёт трансляция, в которой участвуют все виды РНК, у каждой есть своя функция:

Какие компоненты клетки участвуют в биосинтезе белка

Как мы уже говорили, биосинтез разделяют на две стадии. В каждой стадии участвуют свои компоненты. На первой стадии это дезоксирибонуклеиновая кислота, информационная и транспортная РНК, нуклеотиды.

Во второй же стадии участвуют компоненты: иРНК, тРНК, рибосомы, нуклеотиды и пептиды.

Каковы особенности реакций биосинтеза белка в клетке

В список особенностей реакций биосинтеза стоит отнести:

Признаки биосинтеза белка в клетке

Для такого сложного процесса, конечно же, характерны различные признаки:

Заключение

Многоклеточный организм аппарат, состоящий из разных клеточных типов, которые дифференцированы – отличаются структурой и функциями. Кроме белков, присутствуют клетки этих типов, которые синтезируют так же себе подобных, в этом заключается различие.

Источник

Биосинтез белка — понятие, последовательность процессов и основные этапы

Биосинтез белка – важная часть пластического обмена всех клеток. Рассматривает данный процесс наука биология. В результате образуются специфичные вещества, характерные для данного организма. Происходит воспроизведение наследственной информации.

Последовательность процессов биосинтеза белка

Образование белка является многоступенчатым процессом.

Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть картинку Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Картинка про Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность

Чтобы запустить реакции образования вещества, осуществляется целый ряд последовательных событий:

Транскрипция — это реакции переписывания наследственной информации с макромолекулы ДНК на матричную РНК. Ее называют также информационной. Краткое обозначение: м-РНК, и-РНК. Процесс протекает в ядре клетки.

Перемещение и-РНК к месту синтеза белка.

Трансляция — это перенос информации о чередовании нуклеотидов м-РНК на макромолекулу белка. Процесс идёт вне ядра.

Где происходит синтез белка

Образование высокомолекулярного соединения протекает в цитоплазме. Именно здесь находятся органоиды, на которых осуществляется данный процесс. Рибосома представляет собой две части: малую и большую. Чтобы биосинтез белка начался, необходимо доставить информацию из ядра в цитоплазму.

Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть картинку Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Картинка про Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность

Ядро эукариот хранит информацию о первичной структуре природных полимеров. Её называют наследственной. Эта важная информация должна быть без искажения перенесена к месту синтеза белка.

С этой целью в ядре идут матричные реакции. На одной из цепей ДНК синтезируется и-РНК. Именно она является посредником между двумя частями клетки.

Этапы биосинтеза белка

Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть картинку Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Картинка про Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность

Транскрипция

Процесс протекает в ядре. ДНК образована большим количеством нуклеотидов. Это единица макромолекулы. Она включает в свой состав 3 компонента:

углевод, представленный пентозой – дезоксирибозой;

минеральную кислоту – фосфорную;

органическое соединение, относящееся к классу азотистых оснований.

Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть картинку Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Картинка про Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность

В составе ДНК могут содержаться 4 разных основания. Они имеют краткое обозначение, по первой букве названия:

Именно этими основаниями и отличаются нуклеотиды. Чередование 3 нуклеотидов образует триплет. Один триплет соответствует одной аминокислоте. Вопрос соответствия аминокислот триплетам изучен и указан в таблице генетического кода.

Последовательность триплетов в молекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты, отвечающей за синтез одного белка, называют геном. Между разными генами расположены триплеты, которые не соответствуют аминокислотам. Их называют стоп-кодонами. Они служат сигналом начала и окончания гена.

Для осуществления транскрипции, участок макромолекулы ДНК раскручивается. Он выполняет роль матрицы. На нём выстраивается и-РНК. Осуществляется синтез по принципу соответствия. Еще его называют комплементарностью.

РНК также имеет нуклеотидное строение. Вместо дезоксирибозы присутствует углевод рибоза. Содержится остаток ортофосфорной кислоты. Третьим компонентом является азотистое основание. Три основания одинаковые – А, Г, Ц в ДНК и РНК. Четвертое основание рибонуклеиновой кислоты – урацил (У).

Комплементарными основаниями являются: Т – А, А – У, Г – Ц, Ц – Г. В парах комплементарных оснований первое соответствует ДНК, второе – РНК. Таким образом, на макромолекуле ДНК по принципу соответствия выстраивается и-РНК. В дальнейшем цепь РНК транспортируется через ядерную мембрану к месту синтеза белка.

Трансляция

Процесс идет на органоидах – рибосомах. Они нанизываются на цепь и-РНК, передвигаются по ней не плавно, а прерывисто. Располагаются таким образом, что внутри рибосомы находится полностью 1-2 триплета. На одну РНК может одновременно нанизываться большое количество рибосом.

Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть картинку Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Картинка про Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность

В процессе принимают участие т-РНК. Они имеют пространственную структуру, принимают форму трилистника. Верхняя часть листа, то есть молекулы, содержит антикодон. Это триплет, распознающий кодон (один триплет) и-РНК.

Каждая т-РНК транспортирует к рибосоме строго определенную аминокислоту. Если триплет-антикодон т-РНК распознает триплет-кодон и-РНК, тогда аминокислота встраивается в макромолекулу белка. Следующая т-РНК подтаскивает другую аминокислоту, снова идет процесс распознавания. В данном случае также идет матричный процесс сборки белка. РНК служит матрицей для синтеза белка.

Как только белковая молекула синтезирована, она освобождается от рибосомы. Правильное чередование аминокислот в макромолекуле образует первичную структуру белковой молекулы. Она является определяющей, поэтому так важен матричный синтез белков. Другие структуры белковые макромолекулы приобретают самопроизвольно.

Схема биосинтеза белка

Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть картинку Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Картинка про Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность

Процессы, ведущие к синтезу белка, можно кратко изобразить на схеме:

Первый этап – реакции, идущие в кариоплазме. Раскручивание ДНК. Транскрипция. Образование м-РНК.

Второй этап – транспорт м-РНК к рибосомам.

Третий этап – реакции, идущие в цитоплазме. Трансляция. Биосинтез белковой молекулы, протекающий при участии РНК, клеточных органоидов – рибосом.

Заключение

В реакциях матричного синтеза происходит реализация наследственной информации. В каждом организме синтезируются специфичные белковые молекулы. Они вместе с углеводами и жирами накапливаются в плодах растений. В организмах животных выполняют множество разнообразных функций.

Источник

Основные этапы биосинтеза белков

Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть картинку Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Картинка про Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть картинку Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Картинка про Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть картинку Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Картинка про Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть картинку Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Картинка про Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность

Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть картинку Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Картинка про Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность

Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть картинку Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Картинка про Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность

Биосинтез белков в клетках представляет собой последовательность реакций матричного типа, в ходе которых последовательная передача наследственной информации с одного типа молекул на другой приводит к образованию полипептидов с генетически обусловленной структурой.

Биосинтез белков представляет собой начальный этап реализации, или экспрессии генетической информации. К главным матричным процессам, обеспечивающим биосинтез белков, относятся транскрипция ДНК и трансляция мРНК. Транскрипция ДНК заключается в переписывании информации с ДНК на мРНК (матричную, или информационную РНК). Трансляция мРНК заключается в переносе информации с мРНК на полипептид. Последовательность матричных реакций при биосинтезе белков можно представить в виде схемы.

нетранскрибируемая цепь ДНКА Т ГГ Г ЦТ А Т
транскрибируемая цепь ДНКТ А ЦЦ Ц ГА Т А
транскрипция ДНКßßß
кодоны мРНКА У ГГ Г ЦУ А У
трансляция мРНКßßß
антикодоны тРНКУ А ЦЦ Ц ГА У А
аминокислоты белкаметионинглицинтирозин

На схеме видно, что генетическая информация о структуре белка хранится в виде последовательности триплетов ДНК. При этом лишь одна из цепей ДНК служит матрицей для транскрипции (такая цепь называется транскрибируемой). Вторая цепь является комплементарной по отношению к транскрибируемой и не участвует в синтезе мРНК.

Молекула мРНК служит матрицей для синтеза полипептида на рибосомах. Триплеты мРНК, кодирующие определенную аминокислоту, называются кодоны. В трансляции принимают участие молекулы тРНК. Каждая молекула тРНК содержит антикодон – распознающий триплет, в котором последовательность нуклеотидов комплементарна по отношению к определенному кодону мРНК. Каждая молекула тРНК способна переносить строго определенную аминокислоту. Соединение тРНК с аминокислотой называется аминоацил–тРНК.

Молекула тРНК по общей конформации напоминает клеверный лист на черешке. «Вершина листа» несет антикодон. Существует 61 тип тРНК с разными антикодонами. К «черешку листа» присоединяется аминокислота (существует 20 аминокислот, участвующих в синтезе полипептида на рибосомах). Каждой молекуле тРНК с определенным антикодоном соответствует строго определенная аминокислота. В то же время, определенной аминокислоте обычно соответствует несколько типов тРНК с разными антикодонами. Аминокислота ковалентно присоединяется к тРНК с помощью ферментов – аминоацил-тРНК-синтетаз. Эта реакция называется аминоацилированием тРНК.

На рибосомах к определенному кодону мРНК с помощью специфического белка присоединяется антикодон соответствующей молекулы аминоацил-тРНК. Такое связывание мРНК и аминоацил-тРНК называется кодонзависимым. На рибосомах аминокислоты соединяются между собой с помощью пептидных связей, а освободившиеся молекулы тРНК уходят на поиски свободных аминокислот.

Рассмотрим подробнее основные этапы биосинтеза белков:

1 этап. Транскрипция ДНК. На транскрибируемой цепи ДНК с помощью ДНК-зависимой РНК-полимеразы достраивается комплементарная цепь мРНК. Молекула мРНК является точной копией нетранскрибируемой цепи ДНК с той разницей, что вместо дезоксирибонуклеотидов в ее состав входят рибонуклеотиды, в состав которых вместо тимина входит урацил.

2 этап. Процессинг (созревание) мРНК. Синтезированная молекула мРНК (первичный транскрипт) подвергается дополнительным превращениям. В большинстве случаев исходная молекула мРНК разрезается на отдельные фрагменты. Одни фрагменты – интроны – расщепляются до нуклеотидов, а другие – экзоны – сшиваются в зрелую мРНК. Процесс соединения экзонов «без узелков» называется сплайсинг.

Сплайсинг характерен для эукариот и архебактерий, но иногда встречается и у прокариот. Существует несколько видов сплайсинга. Сущность альтернативного сплайсинга заключается в том, что одни и те же участки исходной мРНК могут быть и интронами, и экзонами. Тогда одному и тому же участку ДНК соответствует несколько типов зрелой мРНК и, соответственно, несколько разных форм одного и того же белка. Сущность транс–сплайсинга заключается в соединение экзонов, кодируемых разными генами (иногда даже из разных хромосом), в одну зрелую молекулу мРНК.

Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть картинку Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Картинка про Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность

3 этап. Трансляция мРНК. Трансляция (как и все матричные процессы) включает три стадии: инициацию (начало), элонгацию (продолжение) и терминацию (окончание).

Инициация

Сущность инициации заключается в образовании пептидной связи между двумя первыми аминокислотами полипептида.

При объединении субъединиц образуется целостная рибосома, которая несет два активных центра (сайта): А–участок (аминоацильный, который служит для присоединения аминоацил-тРНК) и Р – участок (пептидилтрансферазный, который служит для образования пептидной связи между аминокислотами).

Первоначально Мет–тРНК Мет находится на А–участке, но затем перемещается на Р–участок. На освободившийся А–участок поступает аминоацил-тРНК с антикодоном, который комплементарен кодону мРНК, следующему за кодоном АУГ. В нашем примере это Гли–тРНК Гли с антикодоном ЦЦГ, который комплементарен кодону ГГЦ. В результате кодонзависимого связывания между кодоном мРНК и антикодоном аминоацил-тРНК образуются водородные связи. Таким образом, на рибосоме рядом оказываются две аминокислоты, между которыми образуется пептидная связь. Ковалентная связь между первой аминокислотой (метионином) и её тРНК разрывается.

После образования пептидной связи между двумя первыми аминокислотами рибосома сдвигается на один триплет. В результате происходит транслокация (перемещение) инициаторной метиониновой тРНК Мет за пределы рибосомы. Водородная связь между стартовым кодоном и антикодоном инициаторной тРНК разрывается. В результате свободная тРНК Мет отщепляется и уходит на поиск своей аминокислоты.

Вторая тРНК вместе с аминокислотой (в нашем примере Гли–тРНК Гли ) в результате транслокации оказывается на Р–участке, а А–участок освобождается.

Элонгация

Сущность элонгации заключается в присоединении последующих аминокислот, то есть в наращивании полипептидной цепи. Рабочий цикл рибосомы в процессе элонгации состоит из трех шагов: кодонзависимого связывания мРНК и аминоацил-тРНК на А–участке, образования пептидной связи между аминокислотой и растущей полипептидной цепью и транслокации с освобождением А–участка.

На освободившийся А–участок поступает аминоацил-тРНК с антикодоном, соответствующим следующему кодону мРНК (в нашем примере это Тир–тРНК Тир с антикодоном АУА, который комплементарен кодону УАУ).

На рибосоме рядом оказываются две аминокислоты, между которыми образуется пептидная связь. Связь между предыдущей аминокислотой и её тРНК (в нашем примере между глицином и тРНК Гли ) разрывается.

Затем рибосома смещается еще на один триплет, и в результате транслокации тРНК, которая была на Р–участке (в нашем примере тРНК Гли ), оказывается за пределами рибосомы и отщепляется от мРНК. А–участок освобождается, и рабочий цикл рибосомы начинается сначала.

Терминация

Заключается в окончании синтеза полипептидной цепи.

В конце концов, рибосома достигает такого кодона мРНК, которому не соответствует ни одна тРНК (и ни одна аминокислота). Существует три таких нонсенс–кодона: УАА («охра»), УАГ («янтарь»), УГА («опал»). На этих кодонах мРНК рабочий цикл рибосомы прерывается, и наращивание полипептида прекращается. Рибосома под воздействием определенных белков вновь разделяется на субъединицы.

Источник

Биосинтез белка

Если провести анализ сухой массы клетки, то более 50% приходится на долю белков. Это главный строительный элемент, который играет важную роль в росте и развития клеток, тканей и всего организма. Биосинтез белков берет свое начало с ядра, а в дальнейшем проходит в цитоплазме. Такой механизм биосинтеза характерный для эукариот.

Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть картинку Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Картинка про Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность

Стадии биосинтеза белка:

Что собой представляет биосинтез белка? Это сложный процесс синтеза и созревания белков который не обходится без ферментов. С участием мРНК и тРНК наблюдается синтез полипептидных цепей, которые формируются из аминокислот. Для эффективного биосинтеза белка нужна энергия и ионные активаторы.

Механизм биосинтеза белка:

Сложно разобраться самому?

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

Аминоацилсинтетазы

В данном случае классическими ферментами выступают аминоацилсинтетазы. Каждая кислота реагирует исключительно на свой фермент. Комплекс между лизином и лизиновой тРНК называю лизил-тРНК. Как видим соединение в своем названии имеют окончание – ил (- ил). Процесс синтеза белка стартует при участии инициирующего комплекса. Такая система у эукариот формируется на цитоплазме или на поверхности шероховатого эндоплазматического ретикулума. У одноклеточных живых организмов лишенных сформированного ядра, ИК формируется в цитоплазме, другие варианты не представляются возможны.

В состав инициирующего комплекса входит:

Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть картинку Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Картинка про Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность

Рибосомы состоят из большой и малой субъединицы. Эти клеточные структуры лишены оболочек, в их составе имеется белок и РНК. Структура рибосом у прокариот и эукариот практически идентичны: отмечается наличие специальных участков (Р-участок и А-участок).

Образование инициирующего комплекса

В качестве примера возьмем клетку прокариот. Ключевые этапы формирования ИК можем описать следующим образом: поначалу фактор инициации связывает P-участок малой субъединицы. Затем присоединяется большая субъединица. На этапе элонгации активно формируется полипептидная цепь. Комплементарная аминоацил-тРНК фиксируется на А-участке рибосомы.

Не нашли что искали?

Просто напиши и мы поможем

В настоящее время биосинтез белка изучен схематично и есть много нюансов, которые нуждаются в детальном рассмотрении. Несмотря на то, что учеными наиболее подробно изучен биосинтез белка Escherichia coli, здесь много невыясненных моментов. В этой статье мы рассмотрели биосинтез белка, опираясь на классические схемы.

Источник

Биосинтез белка и генетический код: транскрипция и трансляция белка

Биосинтез белка и генетический код

Биосинтез белка — это ферментативный процесс синтеза белков в клетке, в котором принимают участие три структурных элемента клетки: ядро, цитоплазма и рибосомы.

Молекулы ДНК в ядре клетки сохраняют информацию обо всех белках, синтезирующихся в этой клетке. Эта информация находится в зашифрованном виде — шифруется 4-буквенным кодом.

Генетический код представляет собой последовательность расположения нуклеотидов в молекуле ДНК, определяющей последовательность аминокислот в молекуле белка.

Генетический код обладает следующими свойствами:

К примеру, такая кислота как цистеин кодируется при помощи триплета А-Ц-А. В отношении валина — это Ц-А-А.

Если взять аминокислоту тирозин, то она кодируется при помощи двух триплетов.

УАГ, УАА, УГА — три несодержательных кодона, не кодирующие аминокислоты. Предполагается, что они выступают в качестве стоп-сигналов, благодаря которым происходит разделение генов в молекуле ДНК.

Ген — участок молекулы ДНК, для которого свойственна определенная последовательность нуклеотидов. Ген определяет синтез одной полипептидной цепи.

Этапы биосинтеза белка: транскрипция и трансляция

Транскрипция белка

Этапы биосинтеза белка основаны на двух процессах: транскрипции и трансляции.

Самый популярный вопрос в рамках этой темы — где происходит синтез белка. И только потом разбираются с этапами синтеза белка (и схемой биосинтеза белка).

Любая белковая молекула имеет структуру, закодированную в ДНК. В ее синтезе эта ДНК не принимает непосредственного участия. Роль белковой молекулы — роль матрицы для синтеза РНК.

Далее охарактеризуем функции различных видов РНК в биосинтезе белка.

Где и как происходит биосинтез белка? Синтез белка происходит в, а точнее, синтез белка происходит на рибосомах — в основном они размещаются в цитоплазме. Поэтому, чтобы генетическая информация из ДНК передалась к месту, где белок синтезируется, необходим посредник.

Роль такого посредника играет иРНК.

Первый этап биосинтеза белка — транскрипция.

Транскрипция (переписывание) — процесс синтеза молекулы иРНК на одной цепи молекулы ДНК, в основе которого лежит принцип комплементарности.

Биосинтез белка происходит в рибосомах — с этим мы разобрались.

Где происходит транскрипция? Этот процесс осуществляется в ядре клетки.

Транскрипция происходит в одно и то же время не на всей молекуле ДНК — для этого достаточно одного небольшого участка, отвечающего за определенный ген. Часть двойной спирали ДНК раскручивается, и короткий участок одной из цепей оголяется. Роль матрицы в синтезе молекул иРНК выполняет этот же участок.

Далее в дело вступает фермент РНК-полимераза, который движется вдоль этой цепи. Он соединяет нуклеотиды в цепь иРНК, тем самым удлиняя ее.

Процесс транскрипции осуществляется одновременно на нескольких генах одной хромосомы и на генах разных хромосом.

иРНК, образованная в результате, имеет последовательность нуклеотидов — точную копию последовательности нуклеотидов на матрице.

Если молекула ДНК содержит азотистое основание цитозин, то иРНК — гуанин и наоборот. Комплементарная пара ДНК — аденин-тимин, РНК — аденин-урацил.

тРНК и рРНК (другие типы РНК) синтезируются на специальных генах.

Специальные триплеты строго фиксируют начало и конец синтеза всех типов РНК на матрице ДНК. Они же осуществляют контроль запуска и остановку синтеза (инициирующие и терминальные). Между генами они играют роль «разделительных знаков».

Аминокислоты соединяются с тРНК в цитоплазме. По своей форме молекула тРНК — лист клевера. Вверху этого листа находится антикодон: триплет нуклеотидов, отвечающий за кодировку аминокислоты (ее эта тРНК и переносит).

Количество тРНК определяется количеством аминокислот.

Так как много аминокислот кодируется при помощи нескольких триплетов, то количество тРНК превышает 20. Сегодня известно примерно 60 тРНК.

Ферменты — связующее звено между аминокислотами и тРНК. С помощью молекул тРНК осуществляется транспортировка аминокислот к рибосомам.

Кратко о трансляции в биологии

Что такое трансляция в биологии и как связан с трансляцией биосинтез белка?

В биологии трансляция — это процесс реализации информации о структуре белка, представленной в иРНК последовательностью нуклеотидов, как последовательности аминокислот в синтезируемой молекуле белка.

Как и где происходит биосинтез белка в рамках трансляции и какова схема синтеза белка?

Первый этап трансляции белка — присоединение иРНК к рибосоме. Далее трансляция в биологии — это нанизывание первой рибосомы, синтезирующей белок, на иРНК. Далее трансляция синтеза белка основывается на нанизывании новой рибосомы — по мере того, как предыдущая рибосома продвигается на конец иРНК, который освобождается.

Одна иРНК может одновременно вмещать свыше 80 рибосом, синтезирующих один и тот же белок.

Полирибосома или полисома — группа рибосом, соединенных с одной иРНК,

Информация, записанная на иРНК (а не рибосома), определяет вид синтезируемого белка. Разные белки могут синтезироваться одной и той же рибосомой. Рибосома отделяется от иРНК после того, как синтез белка завершается. Заключительный этап трансляции — это синтез белка или его поступление в эндоплазматическую сеть.

Рибосома включает две субъединицы: малую и большую. Присоединение молекулы иРНК происходит к малой субъединице. Место, в котором рибосома и иРНК контактируют, содержит 6 нуклеотидов (2 триплета). Из цитоплазмы к одному из триплетов постоянно подходят тРНК с различными аминокислотами. Своим антикодоном они касаются кодона иРНК. В случае комплементарности кодона и антикодона, возникает пептидная связь: она образуется между аминокислотой уже синтезированной части белка и аминокислотой, доставляемой тРНК.

Фермент синтетазы участвует в соединении аминокислот в молекулу белка. После отдачи аминокислоты молекула тРНК переходит в цитоплазму, в результате чего рибосома перемещается на один триплет нуклеотидов. Таким образом, происходит последовательный синтез полипептидной цепи. Этот процесс длится до момента достижения рибосомой одного из трех терминирующих кодонов: УАА, УАГ или УГА. Как только это происходит, синтез белка останавливается.

Последовательность того, как аминокислоты включаются в цепь белка, определяется последовательностью кодонов иРНК. В каналы эндоплазматического ретикулюма поступают синтезированные белки. Синтез одной молекулы белка в клетке происходит в течение 1-2 минут.

Схема синтеза белка выглядит следующим образом:

Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть картинку Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Картинка про Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность

Из схемы биосинтеза белка выше вы можете понять, на чем осуществляется синтез белков, как происходит биосинтез белка, и что кроется за трансляцией и транскрипцией.

Также предлагаем изучить таблицу биосинтеза белка. Здесь описано, как осуществляется синтез белков в клетке, описываются кратко транскрипция и трансляция (этапы синтеза белка).

Таблица биосинтеза белка:

Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Смотреть картинку Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Картинка про Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность. Фото Каковы основные этапы биосинтеза белка в чем их сущность​​​​​​​

Из таблицы становится ясно, как проходит синтез белка, какие основные этапы синтеза белка, какова роль транскрипции в биосинтезе белка, где происходит синтез белков (место), а также кратко описаны стадии биосинтеза белка.

Таким образом мы охарактеризовали функции различных видов РНК в биосинтезе белков. На примере трансляции и транскрипции мы рассмотрели основные этапы биосинтеза белка.

Это информация о синтезе (биосинтезе) белка кратко.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *