Охарактеризуйте процесс биосинтеза белка и его биологическую роль.
Признаки клеток и организма - фенотип - обусловлены специфическими структурными белками и ферментами, ответственными за определенные этапы обмена веществ. В клетке синтезируются все необходимые для ее жизнедеятельности вещества, тем не менее синтез белков имеет исключительное значение. Биосинтез белка происходит в клетках всех организмов. Он обеспечивает обновление белков, рост и функционирование клеток.
В процессе биосинтеза белков выделяют несколько этапов, происходящих в различных частях клетки:
I - транскрипция - переписывание информации о структуре белка с ДНК ядра на
и-РНК. При этом особый фермент расщепляет двойную спираль ДНК, и на одной из ее цепей по принципу комплементарности синтезируется молекула и-РНК, которая затем поступает к рибосомам эндоплазматической сети.
II - активация аминокислот, происходящая в цитоплазме. Активацию аминокислот осуществляют специфические ферменты (для каждой аминокислоты существует свой фермент). Механизм активации: фермент одновременно взаимодействует с соответствующей аминокислотой и с АТФ, образуется активная аминокислота, способная к образованию пептидной связи.
III - трансляция - последовательность нуклеотидов в молекуле и-РНК переводится в последовательность аминокислотных остатков синтезируемой молекулы белка. Активная аминокислота присоединяется к определенной т-РНК, у верхушки которой расположен триплет нуклеотидов, который по генетическому коду соответствует определенной аминокислоте. Этот триплет называется антикодоном. Он должен образовать комплементарную пару с соответствующим триплетом и-РНК (кодоном). Информационная и-РНК связывается с рибосомой, а спустя некоторое время - с аминокислотным остатком, присоединенным к определенной т-РНК - возникает инициативная группа. Во время синтеза белка в рибосому поступает т-РНК с активной аминокислотой и с помощью антикодона присоединяется к кодону и-РНК на малой субъединице рибосомы. Затем к этой же рибосоме прикрепляется следующая т-РНК в соответствии со следующим кодоном. В рибосоме оказываются две аминокислоты, ориентированные . по отношению друг к другу таким образом, что карбоксильная группа одной аминокислоты оказывается рядом с аминогруппой другой аминокислоты, между ними возникает пептидная связь. Первая т-РНК, освободившись от аминокислоты, покидает рибосому, а к образовавшемуся дипептиду таким же образом пристраивается третья аминокислота, принесенная своей т-РНК, четвертая и т.д.
IV - образование вторичной и третичной структуры белковой молекулы, т.е. синтезированный белок приобретает свою естественную структуру, образуя определенную пространственную конфигурацию.