Немного о биосинтезе белка⁠⁠

Кратко о составе молекул нуклеиновых кислот (и чуть-чуть о их строении)

Биосинтез белка- это многостадийный процесс синтеза и созревания белков, протекающий в живых организмах.

Биосинтез белка проходит в три этапа: транскрипция, трансляция и посттрансляционные модификации.

Далее будет приведено описание этих этапов у эукариот.

1. Транскрипция (от лат. Transcriptio- переписывание)- процесс синтеза РНК на матрице ДНК. Транскрипция катализируется ферментом ДНК-зависимой РНК-полимеразой.

   Транскрипция состоит из стадий инициации, элонгации и терминации.

Во время инициации ДНК-зависимая РНК-полимераза связывается с промотором (последовательность нуклеотидов ДНК, которая является стартовой площадкой для начала транскрипции), образуя закрытый комплекс. Внутри него находится двойной винт ДНК. Далее на расстоянии около 13 пар нуклеотидов от точки старта цепи ДНК расходятся друг от друга. Образуется открытый комплекс с транскрипционным пузырём. Разделение открывает доступ к некодирующей цепочке ДНК. Первые два рибонуклеотида (нуклеотиды РНК) выравниваются и соединяются с шаблонной ДНК по принципу комплементарности (нуклеотид с азотистым основанием аденин соединяется с урацилом, гуанин с цитозином). Часто при соединении первых десяти нуклеотидов транскрипция обрывается, короткий продукт высвобождается и синтез начинается заново. Этот этап называется абортивной транскрипцией. Вскоре полимеразно-промоторный комплекс образует транскрипт длиннее 10 нуклеотидов, который будет достаточно стабильным, чтобы продолжать транскрипцию. Начинается элонгация.

На стадии элонгации в ДНК расплетено 18 пар нуклеотидов. Примерно 12 нуклеотидов образует гибридный винт с растущим концом цепи РНК. По мере движения РНК-полимеразы по матрице впереди неё двойной винт расплетается, а позади- восстанавливается. Одновременно освобождается очередное звено растущей цепи РНК из комплекса с матрицей и РНК-полимеразой.

На этапе терминации фермент разрезает РНК, завершая транскрипцию, а затем диссоциирует (распадается).

Получившаяся РНК называется матричной (мРНК, или информационной (иРНК)).

2.Трансляция (от лат. Translatio- перенос, перемещение)- процесс синтеза белка из аминокислот на матрице иРНК.

Трансляция осуществляется рибосомами (немембранные органеллы всех живых клеток, рибонуклеопротеидные комплексы (состоят из рибосомальной РНК и белка), состоящие из большой и малой субъединиц). Синтез происходит в шероховатой эндоплазматической сети (органелла, представляющая собой разветвлённую систему из окружённых мембраной уплотнённых полостей, пузырьков и канальцев) и гиалоплазме (основное прозрачное вещество цитоплазмы (внутренняя среда клетки, кроме ядра и вакуолей)).

Трансляция тоже состоит из этапов инициации, элонгации и терминации.

Во время инициации вокруг старт-кодона AUG (аденин, гуанин, цитозин) (кодон- единица генетического кода, состоящая из трёх нуклеотидных остатков (триплет) в ДНК и РНК, которая обычно кодирует включение одной аминокислоты) из большой и малой субъединиц образуется рибосома. К старт-кодону присоединяется транспортная РНК (тРНК) вместе с аминокислотой метионином (M)(C5H11NO2S).

На этапе элонгации аминоацил-тРНК (то есть соединённая с аминокислотой) узнаёт соответствующий ей текущий кодон с помощью своего антикодона. К концу растущей полипептидной (белковой) цепи присоединяется аминокислота. Далее рибосома продвигается вдоль матрицы, высвобождая тРНК. Свободная молекула тРНК аминоацилируется (то есть соединяется с аминокислотой) соответствующей ей аминоацил-тРНК-синтетазой (фермент). Получившаяся аминоацил-тРНК снова присоединяется к мРНК. Рибосома движется по молекуле мРНК до стоп-кодона (UAG, UAA, UGA).

Во время терминации рибосома узнаёт стоп-кодон, отсоединяет новосинтезированный белок и диссоциирует. Иногда старт-кодон и стоп-кодон находятся так близко, что рибосома начинает трансляцию заново.

3. Посттрансляционная модификация- это ковалентная химическая модификация белка после его синтеза на рибосоме. Это завершающий этап биосинтеза многих белков, который в свою очередь является частью процесса экспрессии генов (преобразование наследственной информации в функциональный продукт- РНК или белок). Посттрансляционные модификации увеличивают разнообразие белков в клетке.

Известно очень много вариантов посттрансляционных модификаций белков. Одной из наиболее частых модификаций является гликозилирование (присоединение остатков сахаров к органическим молекулам. Белки после гликозилирования становятся гликопротеинами).

...

На этом всё. Панамка готова и находится в полном вашем распоряжении.