Тема: «МАТРИЧНЫЕ БИОСИНТЕЗЫ (ТРАНСЛЯЦИЯ). ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД. БИОСИНТЕЗ БЕЛКА И ЕГО РЕГУЛЯЦИЯ»
1. Основные компоненты белоксинтезирующей системы. Функции рибосом. Адапторная функция тРНК. Генетический код и его свойства.
2. Биосинтез белка (трансляция). Последовательность этапов синтеза полипептидной цепи, необходимые условия. Посттрансляционные модификации белковых молекул.
3. Регуляция биосинтеза белка. Представление об опероне. Индукция и репрессия синтеза белка в организме человека. Ингибиторы матричных биосинтезов.
4. Мутации. Молекулярные механизмы. Биологические последствия (эволюционная изменчивость, полиморфизм белков, наследственные болезни).
Раздел 5.1 |
Генетический код. Адапторная функция мРНК. Активация аминокислот. |
|
|
5.1.1. Трансляция (от англ. translation – перевод) – перевод генетической информации, заключённой в мРНК, в линейную последовательность аминокислот в полипептидной цепи. Этот перевод осуществляется посредством генетического (биологического) кода. 5.1.2. Генетический код – последовательность нуклеотидов, соответствующая определённым аминокислотам. Генетический код характеризуется свойствами:
5.1.3. Аминокислоты и триплеты нуклеотидов, кодирующие их, не комплементарны друг другу. Поэтому должны существовать молекулы-адапторы, каждая из которых может взаимодействовать как с определённым кодоном, так и с соответствующей аминокислотой. Такими молекулами являются транспортные РНК (рисунок 8.3). Каждая тРНК содержит триплет нуклеотидов – антикодон, который комплементарен строго определённому кодону мРНК. 3’-конец тРНК (акцепторный участок) является местом присоединения аминокислоты, соответствующей кодону мРНК. |
Активация аминокислот – подготовительный этап биосинтеза белка – включает связывание их со специфическими тРНК при участии фермента аминоацил-тРНК-синтетазы. Реакция происходит в цитоплазме клеток.
Раздел 5.2 |
Стадии трансляции |
||||||||||||
|
|||||||||||||
5.2.1. Собственно процесс трансляции включает 3 стадии – инициации, элонгации, терминации и происходит на рибосомах. Каждая рибосома состоит из большой и малой субчастиц (40S и 60S) и содержит аминоацильный (А) и пептидильный (П) участки. Пептидильный участок связывает инициирующую аминоацил-тРНК, все остальные аминоацил-тРНК присоединяются к аминоацильному участку. 1) Стадия инициации – начало трансляции. Условия, необходимые для инициации:
В результате образуется инициирующий комплекс: мРНК – рибосома – метионил-тРНК (рисунок 5.3, а). 2) Стадия элонгации – удлинение полипептидной цепи на 1 аминокислотный остаток – происходит в три шага:
Описанный процесс многократно повторяется (по количеству аминокислот в цепи). 3) Стадия терминации – окончание трансляции. Обеспечивается присутствием в цепи мРНК одного из терминирующих (бессмысленных) кодонов – УАА, УГА или УАГ. В освобождении полипептида участвуют белковые факторы терминации (рисунок 5.3, д). Когда в аминоацильном участке оказывается один из бессмысленных кодонов, факторы терминации стимулируют гидролазную активность пептидилтрансферазы. Благодаря этому гидролизуется связь между тРНК и пептидом. ГТФ для этой реакции не требуется. После этого пептидная цепь, тРНК и мРНК покидают рибосому, а её субчастицы диссоциируют. Таким образом, трансляция мРНК приводит к формированию пептидной цепи со строго определённой последовательностью аминокислотных остатков. Следующий этап формирования белка –фолдинг, т.е. сворачивание пептидной цепи в правильную трёхмерную структуру. Если белок состоит из нескольких субъединиц, то фолдинг включает и объединение их в единую макромолекулу. Считается, что небольшие белковые молекулы, содержащие около 100 аминоацильных остатков, могут самостоятельно принимать трёхмерную структуру, фолдинг более крупных полипептидных цепей требует участия специальных белков – шаперонов. Шапероны называют иначе белками теплового шока, так как они не только обеспечивают правильный фолдинг вновь образованных белков, но и ренатурацию ранее синтезированных белков, подвергшихся в клетке частичной денатурации под действием различных факторов (перегрев, облучение, действие своблодных радикалов и т.д.).
5.2.3. Действие токсических и лекарственных веществ на биосинтез белка. Биосинтез белка является одним из наиболее сложных процессов, протекающих в клетках. Его прерывание или извращение возможно в результате нарушения любого из трёх матричных синтезов. Таблица 5.1 Антибиотики, ингибирующие матричные биосинтезы
5.3.3. По механизму репрессии регулируется гистидиновый оперон, содержащий ген-оператор и 10 структурных генов, кодирующих ферменты, необходимые для биосинтеза гистидина (см. рисунок 5.5). Гистидин является корепрессором данного оперона. При высокой концентрации гистидина в среде синтез ферментов прекращается, при отсутствии гистидина они синтезируются. |
«Dendrit» - информационный портал для медицинских работников, студентов медицинских ВУЗов, исследователей и пациентов.
Ваш источник новостей и знаний о здоровье.