Біосинтез білка - як це відбувається?
Біосинтез білка відбувається в усіх органах, тканинах і клітинах. Найбільша кількість білка синтезується в печінці. Рибосоми здійснюють біосинтез білка. За хімічною природою рибосоми - нуклеопротеїни, що складаються з РНК (50-65%) і білків (35-50%). Рибонуклеїнова кислота є складовими частинами гранулярной ендоплазматичної мережі, де відбуваються біосинтез і переміщення синтезованих молекул білка.
Відео: Як прискорити метаболізм? Прискорити обмін речовин
Рибосоми в клітці знаходяться у вигляді скупчень від 3 до 100 одиниць - полісом (полірібосом). Рибосоми зазвичай з`єднані між собою своєрідною ниткою, видимої під електронним мікроскопом - і-РНК.
Кожна рибосома здатна синтезувати самостійно одину поліпептидний ланцюг, група - кілька таких ланцюгів і молекул білка.
Етапи біосинтезу білка
Активація амінокислот. У гіалоплазму з міжклітинної рідини в результаті дифузії, осмосу або активного перенесення надходять амінокислоти. Кожен вид амино- і імінокіслот взаємодіє з індивідуальним ферментом - аміноацілсінтетазой. Реакція активується катіонами магнію, марганцю, кобальту. Виникає активована амінокислота.
Відео: Біосинтез білків. (Научфільм, навчальний відео СРСР)
Біосинтез білка (другий етап) - взаємодія і з`єднання активованої амінокислоти з т-РНК. Активовані амінокислоти (аміноаціладенілат) за допомогою ферментів переносяться на т-РНК цитоплазми. Процес каталізується аміноацил-РНК-синтетазами. Залишок амінокислоти з`єднується карбоксильною групою з гідроксильною другого атома Карбону рибози нуклеотиду т-РНК.
Біосинтез білка (третя стадія) - транспортування комплексу активованої амінокислоти з т-РНК в рибосоми клітини. Амінокислота пов`язана з т-РНК, переноситься з гіалоплазми на рибосому. Процес каталізується специфічними ферментами, яких в організмі не менш 20. Деякі амінокислоти транспортуються декількома т-РНК (наприклад, валін і лейцин - трьома т-РНК). У цьому процесі використовується енергія ГТФ і АТФ. Четверта стадія біосинтезу характеризується зв`язуванням аміноацил-т-РНК з комплексом і-РНК - рибосома. Аминоацил-т-РНК, підійшовши до рибосоми, взаємодіє з і-РНК. Кожна т-РНК має ділянку, що складається з трьох нуклеотидів - антикодон. В і-РНК йому відповідає ділянку з трьома нуклеотидами - кодон. Кожному кодону відповідають антикодон т-РНК і одна амінокислота. В ході біосинтезу до рибосом приєднуються у вигляді аміноацил-тРНК амінокислоти, які в подальшому в порядку, визначеному розміщенням кодонів в і-РНК, формуються в поліпептидний ланцюг.
Наступна стадія біосинтезу білка - це ініціація поліпептидного ланцюга. Після того як дві сусідні аміноацил-т-РНК своїми антикодон приєдналися до кодонам і-РНК, створюються умови для синтезу поліпептидного ланцюга. Формується пептидний зв`язок. Ці процеси катализируются пептідсінтетазамі, активуються катіонами Mg і факторами ініціації білкової природи F1, F2, F3. Джерелом хімічної енергії є гуанозінтріфосфатная кислота.
Відео: Скільки м`язи "жеруть" білка? Голод і катаболізм
Терминация поліпептидного ланцюга. Рибосома, на поверхні якої синтезувалася поліпептидний ланцюг, досягає кінця ланцюга і-РНК, в подальшому «зіскакує» з неї. До протилежного кінця і-РНК на її місце приєднується нова рибосома, яка здійснює синтез черговий молекули поліпептиду. Поліпептидний ланцюг від`єднується від рибосоми і виділяється в гіалоплазму. Ця реакція здійснюється за допомогою специфічного фактора звільнення (фактора R), який з`єднаний з рибосомою і полегшує гідроліз ефірного зв`язку між полипептидом і т-РНК.
У гіалоплазме з поліпептидних ланцюгів утворюються прості і складні білки. Формуються вторинна, третинна і в багатьох випадках - четвертичная структури білкової молекули. Таким чином відбувається біосинтез білка в клітині.
