Микробиология

     Вопрос 93. Назовите основные этапы биосинтеза белка в клетке. В чем их суть? 

     Первый  этап – транскрипция

      Процесс создания иРНК путем «переписывания»  генетической информации с ДНК на иРНК называется транскрипцией. Он начинается с того, что с двухнитевой молекулы ДНК как с матрицы списывается однонитевая молекула иРНК. Процесс списывания (т.е. синтез РНК) осуществляется с помощью фермента ДНК-зависимой РНК-полимеразы. Когда РНК-полимераза доходит до конца копируемого участка (его называют терминатором), молекула РНК отделяется от матрицы и отправляется в виде иРНК к месту сборки белка – в цитоплазму.

      Информационная  РНК в сотни раз короче ДНК, так как является копией не всей нити ДНК, а лишь ее отдельного участка  – одного гена или группы генов, лежащих рядом и несущих информацию о структуре белка, необходимых для выполнения одной функции в клетке. С одного гена может «списываться» (транскрибироваться) множество копий молекулы иРНК.

     Образовавшиеся  иРНК выходят из ядра в цитоплазму через поры в ядерной оболочке и вступают в контакт с многочисленными рибосомами. Транскрипция, или процесс переноса иРНК, - это первый этап биосинтеза белка.

      Второй  этап – трансляция.

      Процесс передачи информации для сборки аминокислот  в полимерную цепь в соответствии с иРНК называется трансляцией (лат. translatio- «передача», «перенесение»).

      а) Образование комплекса рибосома-тРНК – происходит соединение иРНК с  двумя субъединицами рибосомы и  образование комплекса, в котором  выделяют ФЦР (функциональный центр  рибосомы). В ФЦР одновременно может находится два триплета (шесть нуклеотидов) иРНК, образующих два активных центра: А (аминокислотный – центр узнавания аминокислоты) и П (пептидный) – центр присоединения аминокислоты к пептидной цепочки.

      б) Активирование аминокислот – каждая аминокислота соединяется со своей тРНК, антикодон которой соответствует кодону иРНК. Присоединение происходит за счет энергии АТФ. Далее тРНК переносят аминокислоты к месту синтеза на рибосомы.

      в) Собственно синтез белка – транспорт  аминокислот, присоединенных к тРНК, из цитоплазмы в ФЦР. В активном центре А осуществляется считывание антикодона тРНК с кодоном иРНК, в случае комплементарности возникает связь, которая служит сигналом для продвижения (скачок) вдоль иРНК рибосомы на один триплет. В результате этого комплекс «кодон рРНК и тРНК с аминокислотой» перемещается в активный центр П, где и происходит присоединение аминокислоты к пептидной цепочке (белковой молекуле), после чего тРНК покидает рибосому.

      г) Окончание синтеза – синтез заканчивается, когда на иРНК начинаются бессмысленные кодоны (набор 3-х стоп-кодов). Рибосомы соскакивают с иРНК и распадаются на две субъединицы. Полипептидная цепочка снимается с рибосомы, погружается в канал ЭПС и там приобретает вторичную, третичную или четвертичную структуру. Скорость сборки: 200 – 300 аминокислот за 1 – 2 минуты.