|
Закодированная в ДНК в виде триплетного кода генетическая информация передается на синтезируемый белок с помощью РНК. Таким образом, последовательность событий можно записать так: ДНК->-РНК->-белок.
На первом этапе биосинтеза белка происходит как бы переписывание (транскрипция) заключенной в ДНК генетической информации на молекулу РНК: Полагают, что во время синтеза РНК двойная спираль ДНК на участке считывания раскручивается. Образовавшаяся РНК из ядра переходит в цитоплазму к рибосомам, где происходит непосредственная сборка полипептидной цепи. Рибосомы представляют собой мелкие (около 20 нм в диаметре) частицы, располагающиеся на поверхности мембран эндоплазматической сети. Каждая рибосома состоит из двух диссоциирующих субъединиц с константой седиментации 30S и 50S. Примерно 50% содержимого рибосом приходится на долю РНК и столько же на белок.
На втором этапе биосинтеза белка, протекающего с участием рибосом, происходит как бы перевод (трансляция) генетической информации с нуклеотидного «языка» РНК на аминокислотный «язык» синтезирующейся полипептидной цепи- Основные этапы биосинтеза белков приведены на рисунке.
До своего участия в образовании полипептидной цепи аминокислота активируется. Стадия активации включает взаимодействие аминокислоты с АТФ с образованием активной формы аминокислоты (аминоациладенилата) и последующий перенос остатка аминокислоты на молекулу транспортной РНК.
Для каждой из 20 природных аминокислот имеется своя специфическая РНК. Молекулы РНК по своей структуре напоминают форму кленового листа. На одном из участков молекулы РНК имеется триплет (антикодон), соответствующий той аминокислоте, с которой она связывается. Из рис. 18 видно, что антикодоном для аминокислоты аланина является триплет ЦГУ. Этот антикодон РНК комплементарен триплету ГЦА молекулы РНК, который в свою очередь комплементарен исходному триплету ДНК, кодирующему аминокилоту, в частности триплету ЦГТ, кодирующему аланин. Таким образом, РНК играет приспособительную (адапторную) роль, подтягивая аминокислоты к рибосомам и располагая их комплементарно (антикодон РНК — кодон РНК) и в соответствии с последовательностью расположения триплетов в молекуле, РНК. Эта стадия синтеза белка, как отмечалось, протекает в рибосомах.
Между двумя субъединицами рибосомы, как в «тоннеле», одновременно находятся РНК, строящаяся полипептидная цепь и поступающие сюда связанные с РНК активные аминокислоты. Для образования этой рабочей системы в рибосомах имеются специальные участки «крепления», а функционирование системы осуществляется с помощью специфических рибосомальных белков. Здесь же происходит образование пептидных связей между аминокислотами — этот процесс идет с потреблением довольно большого количества энергии (не менее трех макроэргических связей на одну пептидную связь).
Из рис. 18 видно, как продвижение рибосомы вдоль молекулы РНК сопровождается постепенным удлинением полипептидной цепи. Интересно, что сборка полипептидной цепи всегда начинается с аминокислоты метионина, аминогруппа которой соединена с формильным радикалом, обозначаемым как Мет. Таким путем обеспечивается строго определенное направление роста полипептидной цепи от N-конца к С-концу, поскольку N-конец оказывается блокированным- Окончание процесса биосинтеза полипептидной цепи (стадия терминации) наступает в тот момент, когда на пути считывания оказывается так называемый терминальный (заканчивающий) кодон. Такими кодо-нами, которые в аминокислотном коде не соответствуют ни одной аминокислоте и потому названы «бессмысленными», оказались триплеты УАА, УАГ и УГА. Готовая полипептидная цепь отделяется от рибосомы, приобретает характерную для нее вторичную и другие структуры и начинает затем функционировать соответственно специфической функции образовавшегося белка.
.......................................................................................................................... |
