Матричный биосинтез – процесс сборки новых макромолекул из мономеров, последовательность которых запрограммирована с помощью нуклеиновых кислот.
Матрицы – молекулы, которые содержат информацию о структуре других макромолекул.
Главные матричные биосинтезы
— Репликация ДНК происходит в клеточном ядре, предшествует делению клеток, в результате чего дочерние клетки получают полный набор генов.
— Транскрипция также осуществляется в ядре, в результате образуются матричные, транспортные и рибосомальные РНК, участвующие в синтезе белка в клетке,
— Трансляция происходит на рибосомах и приводит к образованию специфических клеточных белков.
Репликация ДНК
Репликация («удвоение») – процесс самоудвоения ДНК, или биосинтез дочерней молекулы, полностью идентичной исходной молекуле (матрице).
Основные принципы:
— комплементарность,
— антипараллельность,
— униполярность,
— потребность в затравке,
— прерывистость,
— полуконсервативность.
Общие закономерности матричных биосинтезов:
— Активация предшественников,
— Три основных этапа: инициация, элонгация, терминация,
— Наличие на матрице элементов, указывающих на место начала и окончания синтеза,
— Модификация синтезированной молекулы.
Транскрипция: необходимые условия
2. ДНК-зависимая РНК-полимераза – главный фермент, участвующий в транскрипции.
3. Субстраты и источник энергии – рибонуклеозидтрифосфаты (АТФ, ГТФ, ЦТФ, УТФ).
Трансляция
Трансляция («перевод») – преобразование генетической информации, содержащейся в последовательности нуклеотидов мРНК, в линейную последовательность аминокислот полипептидной цепи. Осуществляется посредством генетического кода.
Свойства генетического кода.
— триплетный,
— неперекрывающийся,
— непрерывный,
— вырожденный,
— универсальный.
Генетический код – последовательность нуклеотидов мРНК, соответствующая определенным аминокислотам в полипептидной цепи.
Адапторная функция тРНК
Молекула тРНК содержит участок, способный взаимодействовать с кодонами мРНК – антикодон, и участок, взаимодействующий с соответствующими аминокислотами – 3’- конец (акцепторный стебель).
Активация аминокислот
— подготовительный этап биосинтеза белка,
— происходит в цитоплазме клетки,
— включает связывание аминокислот со специфическими тРНК с участием аминоацил тРНК синтетаз (АРС-аз).
Трансляция
Рибосома – место синтеза белка, состоит из малой (40S) и большой (60S) субчастиц. Содержит пептидильный и аминоацильный участки.
Трансляция: стадия элонгации
Удлинение полипептидной цепи на 1 аминокислотный остаток – происходит в три шага.
1 шаг: присоединение к инициирующему комплексу аминоацил тРНК, соответсвующий кодону, ноходящемуся в амиацильном участке рибосомы. Условия: белковые факторы элонгации и источник энергии – 1 молекула ГТФ.
3 шаг – тарнслокация – перемещение рибосомы относительно мРНК на 1 триплет.
Условия:
— белковые факторы элонгации,
— источники энергии.
Трансляция: стадия терминации
— Окончание синтеза полипептидной цепи.
Условия:
— появление в А-участке рибосомы одного из стоп-кодонов мРНК – УАА, УГА или УАГ,
— белковые факторы терминации.
Посттрансляционные модификации
— частичный протеолиз
— присоединение простетической группы,
— модификации аминокислотных остатков:
Формирование пространственной структуры
Фолдинг – сворачивание полипептидной цепи в правильную трехмерную структуру. Фолдинг протекает при участии специальной группы белков, которые называются шаперонами.
Регуляция синтеза белка
Оперон – совокупность генов, способных, включаться и выключаться в зависимости от метаболических потребностей клетки.
Состав оперона:
— структурные гены
— ген-оператор
— ген-регулятор
Основные механизмы регуляции:
— индукция,
— репрессия.
«Dendrit» - информационный портал для медицинских работников, студентов медицинских ВУЗов, исследователей и пациентов.
Ваш источник новостей и знаний о здоровье.