Чому синтез білка називають матричним

Біосинтез білка – складний процес, який регулюється великою кількістю ферментів. Він потребує енергії та участі іонів-активаторів. Ми розглянемо лише деякі ключові моменти. Процес біосинтезу білка умовно можна поділити на такі етапи:

· Вихід зрілої мРНК з ядра у цитоплазму.

· Активація амінокислот.

· Утворення ініціюючого комплексу за участю мРНК і рибосоми та ініціація поліпептидного ланцюга.

· Елонгація – побудова поліпептидної послідовності.

· Термінація – закінчення синтезу поліпептидного ланцюга у вигляді первинної структури.

· Процесинг – утворення вторинної і третинної структур білка.

þ Активація амінокислот – це приєднання карбоксильної групи амінокислоти до 3´-кінця відповідної тРНК.

Амінокислота приєднується до такої тРНК, антикодон якої комплементарний генетичному коду. Цей процес проходить з використанням енергії. Сумарна реакція активації:

Амінокислота + АТФ + тРНК + Н2О ⇄

Аміноацил-тРНК + АМФ + 2Фн

Цю реакцію каталізує група ферментів – аміноацилсинтетази. Для кожної амінокислоти є свій фермент. Сполуку, яка утворюється, називають за назвою відповідної амінокислоти з закінченням –ил (-іл). Наприклад, комплекс між амінокислотою метіоніном і метіоніновою тРНК називають метіоніл-тРНК, комплекс між лізином і лізиновою тРНК – лізил-тРНК тощо.

Ініціюючий комплекс – це система, яка забезпечує початок синтезу білка. У еукаріотів він утворюється у цитоплазмі або на поверхні шорсткого ендоплазматичного ретикулуму, шляхом з’єднання у єдину систему мРНК, рибосоми і аміноацил-тРНК. У прокаріотів утворення ініціюючого комплексу проходить лише у цитоплазмі.

þ Ініціюючий комплекс складається зі стартової аміноацил-тРНК, рибосоми і зрілої мРНК.

Перша (стартова) аміноацил-тРНК, з якої починається утворення пептидного ланцюга, приєднується до стартового кодону мРНК. Як у прокаріотів, так і у еукаріотів стартовий кодон однаковий – AUG. Таблиця генетичного коду (табл. 1.24) показує, що такий кодон відповідає амінокислоті метіоніну. Але метіоніл-тРНК стартова аміноацил-тРНК лише у еукаріотів. У прокаріотів стартовою аміноацил-тРНК є особлива формілметіоніл-тРНК. Вона утворена нестандартною амінокислотою – формілметіоніном (рис. 1.41).

Рис. 1. Стартові аміноацил-тРНК

Рибосоми – це клітинні структури, які утворені з двох субодиниць (великої та малої). Вони не мають оболонок і складаються з рРНК і білка. Рибосоми прокаріотів і еукаріотів близькі за будовою (рис. 1.42). Кожна з них має дві спеціальні ділянки, які називають Р-ділянка (пептидильна) і А-ділянка (аміноацильна).

Рис. 2. Будова рибосом прокаріотів та еукаріотів

Розглянемо формування ініціюючого комплексу на прикладі прокаріотичної клітини. Воно поділяється на ряд послідовних дій:

· Спочатку формілМет-тРНК до Р-ділянки малої субодиниці рибосоми.

· Далі до Р-ділянки малої субодиниці рибосоми приєднується ініціююча частина мРНК, яка розташована на 5´-кінці, на відстані не менше 25 нуклеотидів від початку молекули.

· Наступний заключний етап – приєднання великої субодиниці.

þ Після утворення ініціюючого комплексу розпочинається синтез поліпептидного ланцюга, який має назву елонгації.

Наступна аміноацил-тРНК визначається за принципом комплементарності між кодоном і антикодоном. Вона приєднується до А-ділянки рибосоми.

þ Під дією ферменту пептидилтрансферази між аміногрупою першої амінокислоти та карбоксильною групою другої амінокислоти утворюється пептидний зв’язок.

Важливою особливістю пептидилтрансферази є те, що цей фермент фіксований на рибосомі. Він постійно “прикріплений до місця роботи“. Після правильного приєднання аміноацил-тРНК і утворення пептидного зв’язку між амінокислотами відбувається транслокація.

Подібні статті

Рослини і тварини шкільного куточку живої природи
Успішне засвоєння учнями матеріалу з біології, набуття ними практичних умінь і навичок із вирощування рослин і догляду за тваринами, розвиток інтересу й працьовитості істотно залежить від практичних робіт і спостережень, які ведуться за живими об&rsq ...

Молекулярні механізми кросинговеру
Кросинговер - це явище обміну ділянками гомологічних хромосом після кон’югації у профазі-1 мейозу. Результатом цього процесу є обмін генетичною інформацією між хромосомами. Це є одним з головних чинників еволюції,так як забезпечує комбінат ...