Анаболизм Биосинтез белков в клетке Анаболизм Биосинтез

Анаболизм. Биосинтез белков в клетке.

Анаболизм. Биосинтез белков в животной клетке. • Для биосинтеза белка в клетке необходимы: • • 1. АМК; 2. рибосомы; 3. АТФ; 4. ферменты; 5. ДНК; 6. и-РНК; 7. т-РНК.

Биосинтез белков в животной клетке. • 1. АМК • 150 • 20 • 10 • ∞

Биосинтез белков в животной клетке. • 2. рибосомы • Рибосома состоит из 2 -х неравных субъединиц – большой и малой, в состав которых входит 4 молекулы РНК и около 100 молекул белков (у эукариот). • Рибосомы образуются в ядрышке. • Рибосомы могут быть связаны с ЭПС или свободно располагаться в цитоплазме. • Рибосомы обычно объединяются в полисомы.

Биосинтез белков в животной клетке. • 3. АТФ • АТФ является универсальным переносчиком и аккумулятором химической энергии в живой клетке. Энергия заключается в связях между тремя остатками фосфорной кислоты. Эти связи называются макроэргическими. • Когда от молекулы АТФ отщепляется один остаток фосфорной кислоты (с образованием молекулы АДФ), выделяется 40 к. Дж /моль энергии, тогда как при разрыве химических связей других соединений выделяется только 12 к. Дж.

Биосинтез белков в животной клетке. • 4. ферменты • Синтез первого белка в лаборатории в 50 -х г. г ХХ века занял около 3 -х лет. • В клетке биосинтез осуществляется за считанные минуты. Ни одна реакция синтеза не происходит без участия ферментов.

Биосинтез белков в животной клетке. • 5. ДНК • Определенные последовательности нуклеотидов в ДНК, отвечающие за синтез одного белка, называются генами. • Один ген – один белок.

Код ДНК Белки Мономеры нуклеотиды Мономеры -АМК Количество - 4 Количество - 20 3 нуклеотида (триплет) 1 АМК 64 триплета Одна и та же АМК может быть закодирована не одним триплетом, а 2, 4 и даже 6. Кроме того, имеются определенные сочетания нуклеотидов, не кодирующие АМК, а обозначающие на молекуле ДНК места начала или окончания синтеза. 1 ген 1 белок

• Код ДНК – соответствие между триплетом нуклеотидов в молекуле ДНК и аминокислотой в молекуле белка.

Биосинтез белков в животной клетке. • Биосинтез белка осуществляется в 2 этапа: • 1. транскрипция; ( в ядре) • 2. трансляция ( в цитоплазме).

Транскрипция. • 6. и-РНК • У эукариот хромосомы заключены в ядре, а рибосомы, осуществляющие синтез белка, находятся в цитоплазме. • Особые молекулы РНК переписывают информацию о первичной структуре белка с гена и сами являются зеркальной копией этого участка ДНК. Эти РНК получили название информационных – РНК.

Транскрипция. • Один из ферментов (хеликаза) раскручивает спираль ДНК и разрывает связи между нуклеотидами. Другой фермент – полимераза – на раскрученных участках молекулы ДНК по принципу комплиментарности достраивает молекулу и-РНК. ДНК РНК А = У; Г Ξ Ц; Ц Ξ Г; Т = А.

Транскрипция. • Когда фермент достигает конца копируемого участка, молекула РНК отделяется от ДНК и через поры в ядерной оболочке попадает в цитоплазму. Таким образом информация, содержащаяся в гене, как бы переписывается на молекулу и-РНК, поэтому этот процесс назван транскрипцией. • Транскрипция – процесс создания и-РНК. • И-РНК является комплиментарной копией гена.

Трансляция. • 7. т-РНК • Аминокислоты доставляются к рибосомам на молекулах-переносчиках – т-РНК. Очевидно, что существует не менее 20 т-РНК (на самом деле их 61). • Несколько участков в составе молекулы т -РНК имеют по 4 -7 нуклеотидов, комплиментарных другим участкам цепи. На этих участках молекулы образуются водородные связи, и молекула т-РНК приобретает характерную форму в виде листка клевера. • У верхнего «листочка» расположен триплет нуклеотидов, который по генетическому коду соответствует определенной АМК. Этот триплет называется антикодоном. У ножки «листка» находится участок, связывающий АМК. Антикодон комплиментарен кодону в составе и-РНК.

и-РНК комплиментарна ДНК; Антикодон т-РНК комплиментарен триплету и-РНК; Антикодон т-РНК = триплету в ДНК (с поправкой У на Т)

Трансляция. • Молекула и-РНК входит в активный центр рибосомы между ее субъединицами. • По мере сборки белковой цепочки рибосома скачками передвигается по молекуле и. РНК, а на ее освободившийся конец «усаживается» новая рибосома, потом третья, четвертая и т. д. – образуется полисома. Все эти рибосомы будут синтезировать один и тот же белок, на который запрограммирована данная и. РНК. • Число рибосом, умещающихся на нити и-РНК, зависит от ее длины. Так, на и-РНК, кодирующей молекулу гемоглобина, одновременно умещается до 5 рибосом.

Трансляция. • В активном центре рибосомы одновременно могут находиться 6 нуклеотидов, т. е. два триплета. • Рибосома «прыгает» с триплета на триплет скачками, между которыми молекула белка удлиняется на одну АМК. Этот процесс занимает 1/5 – 1/6 долю секунды, после чего рибосома совершает очередной скачок. • Синтез белковой цепочки, состоящей из 200 -300 АМК остатков, завершается в течение 1 -2 мин.

Трансляция.

• Домашнее задание § 10