У процесі синтезу білків безпосередню участь беруть які структури і молекули?

Білки - це життєво важливі для будь-якого організму речовини. Вони беруть участь у всіх метаболічних процесах клітини, є структурними компонентами органів і тканин, працюють як сигнальні молекули. У процесі синтезу білків безпосередню участь беруть багато ферментів, а також органели клітини і ядро.

Відео: Мінерал краси, який покращує якість шкіри, волосся, нігтів Сірка

етапи синтезу білка: біологічна хімія

Механізм побудови молекули білка дуже складний і вимагає наявності великої кількості факторів. Пептиди складаються з декількох молекул амінокислот, і їх число варіюється в дуже великому діапазоні.

Правильна робота білка залежить від конформації молекули, а також від кількості амінокислот і їх правильної послідовності в пептиді. Інформація про цю послідовності зберігається в ДНК, і її порушення внаслідок мутацій і інших чинників може призводити до виключення життєво важливих білків і смерті клітини.

Виділяють наступні етапи синтезу білка в клітині:

Відео: Введення в дихання клітини

1. Транскрипція.

2. Трансляція.

Етап перший: транскрипція

У процесі синтезу білків безпосередню участь беруть молекули нуклеїнових кислот. ДНК як сховище всієї генетичної інформації кодує за допомогою своїх структурних нуклеотидів послідовність майбутнього пептиду. Починаючи зі стартового кодону (триплетів) і закінчуючи термінальним, відбувається зчитування інформації про білку на іншу нуклеїнових кислот - РНК. Ця одноцепочечная молекула переноситься через пори в ядрі в цитоплазму клітини.

Якщо у еукаріот процес транскрипції пов`язаний з участю ядра, то у прокаріотів його відсутність спрощує синтез пептиду. РНК, яка утворюється на бактеріальної хромосомі, тут же піддається обробці і приєднується до рибосом.

Ферменти відіграють вирішальну роль в утворенні і синтезі РНК на матриці ДНК. У процесі синтезу білка безпосередню участь беруть такі молекули, як фактори транскрипції, або TF. Це цілий ряд білків, які сприяють протіканню процесу зчитування інформації з дезоксирибонуклеїнової кислоти.

Етап другий: трансляція

Коли РНК потрапляє в цитоплазму клітини з ядра, інформація про склад пептиду повинна бути прочитана спеціальними структурами. У процесі синтезу білків безпосередню участь беруть рибосоми - немембранні, дрібні в діаметрі структури, що складаються з двох субодиниць: великої і малої. РНК поміщається між цими субодиницями, після чого починається зчитування інформації.

Відео: Bonnie Bassler (Princeton) Part 1: Bacterial Communication via Quorum Sensing

Кодон за кодоном відбувається побудова довгою молекули білка за типом рушниці. Пояснюється це так: в межрібосомальном просторі міститься тільки два кодону відразу. Коли один з них був прочитаний, амінокислота приєднується до пептиду і у вигляді своєрідного хвостика випадає з рибосоми через спеціальний отвір. Це відбувається так, як гільза випадає з рушниці після пострілу.

У процесі синтезу білків безпосередню участь беруть білки групи IF, або фактори ініціації. З їх допомогою починається синтез поліпептиду зі стартового кодону, яким в переважній більшості випадків є метіонін.

Варто згадати, що амінокислоти поставляються до рибосом спеціальними переносниками, які називаються тРНК, або транспортні РНК. Ці молекули мають форму конюшини, на кінці якого і приєднується амінокислота, а також АТФ і спеціальний білок - аміноацил-тРНК-синтетаза. Весь цей комплекс в сукупності дозволяє з витратою енергії доставити структурний компонент білка до рибосоми і приєднати за допомогою пептидного зв`язку.

Що таке нуклеотиди?

Нуклеїнові кислоти - це група органічних сполук, які є полімерами. Вони складаються з пуринових (аденін, гуанін) і піримідинових (тимін, цитозин, урацил) підстав. Послідовність цих нуклеотидів визначає інформацію, яка зберігається в ДНК або РНК. Ця інформація зчитується на рибосомах з освітою білків, і для простоти виконання завдання нуклеотиди розбиваються на триплети. Кожен триплет кодує свою амінокислоту, яку доставляє тРНК до рибосоми.

Синтез мітохондріальних білків

Мітохондрії і пластиди мають відмінною рисою - у них є своя кільцева ДНК, подібна бактеріальної хромосомі бактерій. За допомогою цієї нуклеїнової кислоти органели можуть автономно працювати, синтезуючи більшість своїх структурних білків.

Однак на мітохондріальної ДНК не зберігається інформація про факторних білках, які необхідні для процесу транскрипції і трансляції. Ці пептиди збираються на рибосомах, використовуючи РНК не мітохондрій, а ядра. Тому двумембранние структури не є повністю автономними.

Яким чином мітохондрії і пластиди знайшли свою власну ДНК? Передбачається, що ці органели є нащадками бактерій. Вони втратили всередині клітини самостійність, однак принесли з собою кільцеву нуклеїнових кислот. На це натякає і схожість ДНК мітохондрій з аналогічною молекулою прокаріотів.

висновок

Всі етапи синтезу білка пов`язані між собою, і їх завдання полягає в побудові молекул пептиду за допомогою інформації, яка зберігається в нуклеїнових кислотах. Безпосередніми учасниками процесу є такі структури, як ядро і рибосоми, а також деякі спеціалізовані білки.

У прокаріотів процес синтезу пептидів протікає помітно швидше через те, що у них відсутня ядро. РНК, яка транскрибується на матриці бактеріальної ДНК, тут же приєднується до рибосом, після чого одночасно протікає ще й трансляція.