Процессинг и формирование третичной структуры

Биосинтез белков

 

Вопрос 65.

Биологический код, универсальность его и свойства

В каждой клетке синтезируется несколько тысяч различных белковых молекул. Белки недолговечны, время их существования ограничено, после чего они разрушаются. Способность синтезировать строго определенные белки закреплена наследственно, информация о последовательности аминокислот в белковой молекуле закодирована в виде последовательности нуклеотидов в ДНК.

Ген — участок молекулы ДНК, кодирующий первичную последовательность аминокислот в полипептиде или последовательность нуклеотидов в молекулах транспортных и рибосомальных РНК.

Итак, последовательность нуклеотидов каким-то образом кодирует последовательность аминокислот. Все многообразие белков образовано из 20 различных аминокислот, а нуклеотидов в составе ДНК — 4 вида.

В настоящее время известны следующие свойства генетического кода:

1. Триплетность: каждая аминокислота кодируется триплетом нуклеотидов.
2. Однозначность: кодовый триплет, кодон, соответствует только одной аминокислоте.
3. Вырожденность (избыточность): одну аминокислоту могут кодировать несколько (до шести) кодонов.
4. Универсальность: генетический код одинаков, одинаковые аминокислоты кодируются одними и теми же триплетами нуклеотидов у всех организмов Земли.
5. Неперекрываемость: последовательность нуклеотидов имеет рамку считывания по 3 нуклеотида, один и тот же нуклеотид не может быть в составе двух триплетов. (Жил был кот тих был сер мил мне тот кот);
6. Из 64 кодовых триплетов 61 кодон — кодирующие, кодируют аминокислоты, а 3 — не кодируют аминокислоты, терминирующие синтез полипептида при работе рибосомы. Кроме того, есть кодон — инициатор (метиониновый), с которого начинается синтез любого полипептида.

 

 

А это вопрос 65 продолжение и 66.

БИОСИНТЕЗ БЕЛКА

В начале 50 гг. Ф. Крик и Уотсон сформулировали центральную догму молекулярной биологии:

ДНК®РНК®белок.

Информация о белке находится на ДНК, на матрице ДНК синтезируется иРНК, которая является матрицей для синтеза белковой молекулы.

Биосинтез белка состоит из следующих этапов:

Активация аминокислот

Инициация

Элонгация

Терминация

Процессинг и формирование третичной структуры

В каждой стадии я привела необходимые компоненты, все они вместе и есть белок-синтезирующая система

Активация аминокислот

Необходимые компоненты: 20 аминокислот, 20 аминоацил-тРНК-синтетаз, Минимум 20 тРНК, АТФ и Mg2+. На первой стадии происходит активация АМК с затратой АТФ с образованием аминоациладенилата соответствующей АМК с последующим взаимодействием с тРНК и образованием аминоацилтРНК. Для начала процесса синтеза белка необходим качественный и количественный состав АМК.

 

Инициация

Необходимые компоненты: мРНК, инициаторная аминоацил-тРНК (метионил-тРНК), инициирующий кодон в молекуле мРНК (АУГ), 40S и 60S рибосомные субъединицы, факторы инициации, ГТФ и Mg.

Инициация – точка отсчета синтеза белка. Каждая рибосома может синтезировать только одну полипептидную цепь, это занимает около 10 сек. Инициация осуществляется тремя специфическими факторами и ГТФ. В присутствии метионина, мРНК связывается с малой субъединицей, далее с тРНК и кодоном.

Элонгация

Необходимые компоненты: инициирующий комплекс (функциональная 80S рибосома),

аминоацилтРНК, факторы элонгации, 2 ГТФ и Mg2+.

Элонгация – процесс удлинения полипептидной цепи на 1 АМК. Процесс элонгации представляет собой присоединение рядом с меитионил-тРНК следующего фрагмента тРНК с образованием полипептидной связи между остатком метионина и следующей АМК. Происходит перемещение мРНК на 1 триплет – транслокация.

 

Терминация

Необходимые компоненты: Терминирующие кодоны в молекуле мРНК: УАА, УАГ и УГА, факторы терминации (рилизинг-факторы): eRF, АТФ.

Осле завершения синтеза полипептида происходит высвобождение его из рибосом при участии рилизинг-факторов терминации.

 

Процессинг и формирование третичной структуры

Необходимые компоненты: Специфические ферменты и кофакторы, вызывающие освобождение инициирующих остатков и сигнальных последовательностей, ограничен-