БИОСИНТЕЗ БЕЛКА
Введение: Биосинтез белка происходит в два этапа. В первый этап входит транскрипция и процессинг РНК, второй этап включает трансляция. Во время транскрипции фермент РНК-полимераза синтезирует молекулу РНК, комплементарную последовательности соответствующего гена (участка ДНК). Терминатор в последовательности нуклеотидов ДНК определяет, в какой момент транскрипция прекратится. В ходе ряда последовательных стадий процессинга из м. РНК удаляются некоторые фрагменты, и редко происходит редактирование нуклеотидных последовательностей. После синтеза РНК на матрице ДНК происходит транспортировка молекул РНК в цитоплазму. В процессе трансляции информация, записанная в последовательности нуклеотидов, переводится в последовательность остатков аминокислот.
Транскрипция Первый этап биосинтеза белка—транскрипция. Транскрипция—это переписывание информации с последовательности нуклеотидов ДНК в последовательность нуклеотидов РНК. В определенном участке ДНК под действием ферментов белки-гистоны отделяются, водородные связи рвутся, и двойная спираль ДНК раскручивается. Одна из цепочек становится матрицей для построения м. РНК. Участок ДНК в определенном месте начинает раскручиваться под действием ферментов. матрица Г Г Т А Ц Г А Ц Т ДНК А
Затем на основе матрицы под действием фермента РНКполимеразы из свободных нуклеотидов по принципу комплементарности начинается сборка м. РНК У А А Т Г Г Между азотистыми основаниями ДНК и РНК возникают водородные связи, а между нуклеотидами самой матричной РНК образуются сложно-эфирные связи. Ц Ц А У Ц Г Г Ц А Сложно-эфирная связь Водородная связь У Ц Г Т А
После сборки м. РНК водородные связи между азотистыми основаниями ДНК и м. РНК рвутся, и новообразованная м. РНК через поры в ядре уходит в цитоплазму, где прикрепляется к рибосомам. А две цепочки ДНК вновь соединяются, восстанавливая двойную спираль, и опять связываются с белками-гистонами. МРНК присоединяется к поверхности малой субъединицы в присутствии ионов магния. Причем два ее триплета нуклеотидов оказываются обращенными к большой субъединице рибосомы. Mg 2+ м. РНК рибосомы цитоплазма ЯДРО
Трансляция Второй этап биосинтеза– трансляция. Трансляция– перевод последовательности нуклеотидов в последовательность аминокислот белка. В цитоплазме аминокислоты под строгим контролем ферментов аминоацил-т. РНК-синтетаз соединяются с т. РНК, образуя аминоацил-т. РНК. Это очень видоспецифичные реакции: определенный фермент способен узнавать и связывать с соответствующей т. РНК только свою аминокислоту. м. РНК Ц ЦУ У Г А А УЦ АГ У а/к УУГ Ц А У ГУ А а/ к
Далее т. РНК движется к м. РНК и связывается комплементарно своим антикодоном с кодоном м. РНК. Затем второй кодон соединяется с комплексом второй аминоацил-т. РНК, содержащей свой специфический антикодон. Антикодон– триплет нуклеотидов на верхушке т. РНК. Кодон– триплет нуклеотидов на м. РНК. Водородные связи между комплементарными нуклеотидами м. РНК Ц ЦУ У Г А А УЦ АГ У УУГ УЦ А АГУ а/ к а/к
После присоединения к м. РНК двух т. РНК под действием фермента происходит образование пептидной связи между аминокислотами; первая аминокислота перемещается на вторую т. РНК, а освободившаяся первая т. РНК уходит. После этого рибосома передвигается по нити для того, чтобы поставить на рабочее место следующий кодон. м. РНК Ц ЦУ У Г А А УЦ АГ У УЦ А А Г У УУГ а/ к Пептидная связь а/к а/ к
Такое последовательное считывание рибосомой заключенного в м. РНК «текста» продолжается до тех пор, пока процесс не доходит до одного из стопкодонов (терминальных кодонов). Такими триплетами являются триплеты УАА, УАГ, УГА. Одна молекула м. РНК может заключать в себе инструкции для синтеза нескольких полипептидных нитей. Кроме того, большинство молекул м. РНК транслируется в белок много раз, так к одной молекуле м. РНК прикрепляется обычно много рибосом. м. РНК на рибосомах белок Наконец, ферменты разрушают эту молекулу м. РНК, расщепляя ее до отдельных нуклеотидов.
ЭТАПЫ ТРАНСЛЯЦИИ Инициация Элонгация Терминирующий кодон Матричная РНК
Регуляция синтеза белка Клеточная ДНК несет в себе генетическую программу, необходимую для синтеза сотен различных белков, однако в каждый данный момент клетка синтезирует только те белки, которые нужны ей в это время. Синтез определенных белков контролируется ферментами. Ферменты, которые образуются постоянно, называются конститутивными. Ферменты, которые образуются только в присутствии надлежащего индуктора (стимулятора из среды), называются индуцибельными. Синтез индуцибельных ферментов может стимулироваться индуктором среды. Это индукция ферментов. Индуктор присоединяется к активному центру белка-репрессора, изменяет его структуру так, что тот не может связаться с геном-оператором, и структурные гены работают. Под действием репрессора среды синтез индуцибельных ферментов прекращается. Это репрессия ферментов. Корепрессор присоединяется к активному центру репрессора и усиливает его действие– связывает ген-оператор и блокирует структурные гены.
Питательная среда с аланином Питательная среда с триптофаном Триптофансинтетаза E. coli 1. Если кишечная палочка растет на среде с аланином, то она вынуждена вырабатывать триптофансинтетазу– фермент, необходимый для синтеза триптофана. При перенесении кишечной палочки на питательную среду с триптофаном последний выступает в качестве репрессора, синтез триптофансинтетазы подавляется. Это репрессия ферментов. 2. В среде с лактозой этот углевод выступает в качестве индуктора, стимулируя синтез двух ферментов—β- галактозидазы и лактопермеазы, которые расщепляют лактозу до глюкозы и галактозы. Это индукция ферментов. Питательная среда с глюкозой Питательная среда с лактозой лактопермеаза β- галактозидаза E. coli
Спасибо за внимание!!!
Скачать презентацию БИОСИНТЕЗ БЕЛКА Введение Биосинтез белка происходит в
биосинтез белка 2.ppt