Транскрипция. Трансляция.
Заключается в переводе информации, заключенной в последовательности нуклеотидов матричной-РНК, в последовательность аминокислот в белке, т.е. матрицей для синтеза белка является матричная РНК.
Субстраты- аминокислоты, источники энергии - АТФ и ГТФ. Биосинтез белка - циклический процесс:
1. инициация
2. элонгация
3. терминация
Для вступления в биосинтез аминокислоты должны быть активированы. Активация
аминокислот - образование аминоацил-m-PHK (аминокислота своей СООН-группой
присоединяется к 3-ОН-группе акцепторного участка т-РНК).
Происходит это при помощи специфических ферментов (для каждой аминокислоты -
свой фермент).
Аминоацил-m-PHK синтетаза (участвует в реакции активации аминокислот)
Молекулы т-РНК являются адаптерами.
1).Инициация
Заключается в формировании белоксинтезирующего мультиферментного комплекса
рибосомы.
Рис.1
|
В начале особая инициирущая аминоацил-m-PHK, несущая у эукариот Met, у прокариот
- формил Met, присоединяется к малой субъединице рибосомы.
Затем этот комплекс присоединяется к матричной
РНК в специальном стартовом кодоне по принципу
комплиментарности, матричная РЕК удерживается
в специальной бороздке. Затем к малой субъединице
присоединяется большая (состоящая из А- и Р-участков), так что инициирующая аминоацил-m-PHK оказывается в Р-участке, А-участок свободен. Р-пептидил-m-PHK -связывающий, А-аминоацильный (рис.2)
В процессе инициации принимают участие белковые факторы инициации. Фактор инициации 3 катализирует связывание матричной-РНК с малой субъединицей рибосомы. Фактор инициации 2 взаимодействует с инициирующей т-РНК и ГТФ и в присутствии фактора инициации 1 присоединяет т-РНК к первому кодону матрицы. Образуется инициирующий комплекс. Факторы высвобождаются, после этого к ГТФ присоединяется большая субъединица, при этом происходит гидролиз ГТФ.
2). Элонгация
Заключается в наращивании ППЦ от NH2 - к СООН-концу. Циклический процесс. Включает 3 этапа (идет в присутствии факторов элонгации):
1. связывание аминоацил-m-PHK, несущей другую аминокислоту;
2. образование пептидной цепи;
3. транслокация рибосомы.
На первом этапе молекула аминоацил-m-PHK, несущая любую аминокислоту, связывается со свободным А-участком, с комплиментарным кодоном матричной-РНК. А- и Р- участки расположены близко друг к другу так, что 2 связанные аминоацил-m-PHK спариваются с двумя соседними ко донами (фактор элонгации 1, 1 молекула ГТФ)
На втором этапе происходит расщепление макроэргической связи между т-РНК и аминокислотой, находящейся в Р-участке (рис.1) и засчет энергии разрыва этой связи в присутствии воды образуется пептидная связь между свободными СООН-концом аминокислотой Р-участка и NH2 —группой аминокислоты в А-участке (пептидилтрансфераза прочно связан с рибосомой).
Дополнительной энергией АТФ и ГТФ не требуется для синтеза пептидной связи, т.к. используется энергия макроэргической связи —> в Р-участке т-РНК становится свободной, а растущая ППЦ прикреплена к т-РНК в А-участке.
На третьем этапе происходит транслокация или перемещение рибосомы на один кодон с затратой энергии АТФ (фактор элонгации 2) в направлении 5—>3 т-РНК с растущей ППЦ переносится в Р-участок, а свободная аминокислота — в цитоплазму.
3). Терминация
Рибосома перемещается до тех пор, пока не встретит стоп ко доны: УАА, УАГ, УГА. К ним нет аминоацил-m-PHK. Вместо этого в А-участок присоединяется особый белок - фактор освобождения - это изменяет активность фермента и он присоединяет к растущему СООН-концу воду —> карбоксильный конец отделяется от т-РНК и синтезированная цепь уходит в цитоплазму.
Рибосома распадается, ППЦ отделяется.
Антибиотики, бактериальные токсины - ингибиторы матричных биосинтезов.
Энергетический обмен и общие пути катаболизма.Вопросы: