Биосинтез белка

 

Специфичность синтезируемых в организме белков закодирована генетически. Носителями и трансляторами генетической информации в организме являются нуклеиновые кислоты. В нативном состоянии нуклеиновые кислоты связаны с белками, образуя нуклеопротеиды.

Нуклеиновые кислоты организма — дезоксирибонуклеиновая и рибонуклеиновая кислоты. Это высокомолекулярные соединения — полинуклеотиды, состоящие из множества мономеров — нуклеотидов. Каждый нуклеотид в свою очередь, является трехкомпонентным образованием и включает в себя азотистое основание, углевод — пентозу и остаток фосфорной кислоты.

Азотистые основания являются производными пуринов и пиримидинов. К пуриновым основаниям относятся аденин и гуанин, к пиримидиновым — тимин, цитозин и урацил.

Пентозы, входящие в состав нуклеопротеидов — рибоза и дезоксирибоза. В состав ДНК входит дезоксирибоза, в состав РНК — рибоза. Из азотистых оснований в ДНК присутствует аденин, гуанин, тимин и цитозин, а в РНК — аденин, гуанин, тимин и урацил. Особенность соединения азотистых оснований в нуклеиновых кислотах — комплементарность. Аденин соединяется с тимином, гуанин — с цитозином (урацилом). Соединение образуется за счет водородных связей.

Нуклеиновые кислоты различаются по пространственной конфигурации: ДНК — двухцепочечная молекула, РНК — одна цепочка.

Функция ДНК — хранение наследственной информации (в том числе информации о белковой специфичности организма. ДНК локализуется в ядре.

Функция РНК — посредничество в процессе биосинтеза белка. Различные иРНК, которые синтезируются в ядре на молекуле ДНК обеспечивают трансляцию наследственной информации к месту синтеза белка. тРНК доставляют определенные аминокислоты к месту синтеза. Локализация — цитоплазма клетки. рРНК участвует в процессе биосинтеза. Локализация — в рибосомах.

В процессе биосинтеза участвует множество ферментов. Этот процесс регулируется как на уровне клетки, так и на уровне организма и контролируется ЦНС.

Процесс синтеза белка начинается в ядре клетки с синтеза иРНК на определенном участке одной из цепей ДНК, несущем информацию о конкретном белке. Такой участок называется геном. Каждая аминокислота закодирована в гене тремя рядом расположенными нуклеотидами — триплетом (кодоном). иРНК является точной и обратной копией участка ДНК. После завершения копирования, иРНК выходит из ядра в цитоплазму и присоединяется к рибосоме. С помощью тРНК происходит транспорт готовых аминокислот к рибосоме. Аминокислота на верхнем конце тРНК комплиментарно соответствует аминокислоте, которую тРНК транспортирует. С помощью этого механизма происходит определение порядка присоединения аминокислот к цепочке создающегося белка. В цепочку аминокислоты соединяются пептидными связями.