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

Характеристика підродини Шпротоподібні, або Звичайні оселедці (Clupeinae)
Шпротоподібні, або звичайні оселедці, являють собою групу найважливіших для людини оселедцевих риб, що включає північних морських оселедців, сардин, сардинел, шпротів, тюльок і інші роди. Сюди входять 12 родів з 40–45 видами. Види трьох ...

Біоморфологічні особливості та cхожість насіння Leontopodium alpinum Cass
Флора високогір’я Українських Карпат характеризується високим ступенем ендемізму та рідкісності. Переважна більшість ендемічних та рідкісних видів сформована з малочисельних популяцій. Дослідження стратегії малочисельних популяцій цих видів пов ...