Высокомолекулярные соединения важны в жизнедеятельности любых организмов. Полимеры составлены из множества аналогичных частиц. Их число варьируется от сотен до нескольких тысяч. В клетках белкам отводится немало функций. От правильности работы образований в основной степени зависят и органы, и ткани.
Компоненты процесса
Происхождение всех гормонов – белковое. А именно гормоны отвечают за контроль всех проходящих в организме процессов. Также белком является необходимый для нормального здоровья гемоглобин.
Состоит он из соединенных в центре атомом железа четырех цепочек. Структура обеспечивает конструкции возможность переноса кислорода эритроцитами.
Белки входят в состав всех видов мембран. Молекулы белка решают и другие немаловажные задачи. В своем разнообразии удивительные соединения различаются и строением, и ролями. Особенно важны рибосомы.
Основной процесс, биосинтез белка, проходит в ней. Органелла одновременно создает единственную цепь полипептидов. Этого недостаточно для удовлетворения потребности всех клеток. Поэтому рибосом так много.
Нередко они объединены с шероховатой эндоплазматической сетью (ЭПС). От подобного сотрудничества выигрывают обе стороны. Непосредственно после синтеза белок оказывается в транспортном канале. Без проволочек он направляется к своему месту назначения.
Если принимать за немаловажную часть процедуры сам процесс информационного считывания с ДНК, в живых клетках процесс биосинтезирования начинается в ядре. Там происходит синтезирование матричной РНК, содержащей генетический код.
Так именуется очередность расположения в молекуле нуклеотидов, определяющая последовательность в белковой молекуле аминокислот. У каждой имеется собственный кодон из трех нуклеотидов.
Аминокислоты и РНК
Для синтеза требуется строительный материал. Егор роль отводится аминокислотам. Некоторые из них вырабатывает организм, другие поступают только с пищей. Их именуют незаменимыми.
Всего известно двадцать аминокислот. Однако они делятся на такое количество разновидностей, что могут располагаться в длиннейшей цепочке с разнообразнейшими белковыми молекулами.
По структуре все кислоты между собой схожи. Однако они различаются радикалами. Это благодаря их свойствам каждая аминокислотная цепь складывается в определенную структуру, обретает способность создавать четвертичную структуру с другими цепочками, получает заданные свойства полученная макромолекула.
Белковый биосинтез невозможен в обычном протекании в цитоплазме. Для нормального функционирования необходимы три компонента: ядро, цитоплазма и рибосомы. Обязательна рибосома. Органелла включает в себя большую и малую субъединицы. Пока обе в состоянии покоя, они разобщены. При начале синтеза происходит моментальное соединение и запускается рабочий процесс.
Код и ген
Чтобы благополучно доставить к рибосоме аминокислоту, необходима транспортная РНК (т-РНК). Одноцепочная молекула выглядит как листок клевера. К свободному ее концу крепится одна аминокислота и переправляется таким образом к месту белкового синтеза.
Следующей РНК, обязательной для процесса, является матричная либо информационная (м-РНК). В ней особенно важный компонент – код. В нем прописано, какую аминокислоту и когда необходимо прицеплять к образующейся белковой цепочке.
Молекула составлена нуклеотидами, так как ДНК, имеет одноцепное строение. По структуре нуклеиновые соединения в первичном составе различаются. Данные о белковом составе в м-РНК, поступает из ДНК, основной хранительницы генетического кода.
Процедура считывания ДНК и синтезирование м-РНК именуют транскрипцией, то есть переписыванием. Одновременно процедура запускается не на всей протяженности ДНК, а лишь на соответствующей определенному гену ее небольшом участке.
Геном именуют участок ДНК с определенной расположенностью нуклеотидов, ответственный за синтез одной цепочки полипептидов. Происходит процесс в ядре. Оттуда образованная вновь м-РНК направляется к рибосоме.
Процедура синтеза
Сама ДНК ядра не покидает. Она сохраняет код, передавая его дочерней клетке в процессе деления. Главные исходные компоненты проще представить в таблице.
Весь процесс получения цепочки белка состоит из трех этапов:
- инициация;
- элонгация;
- терминация.
На первом шаге информация о белковой структуре, записанная очередностью нуклеотидов, преобразовывается в аминокислотную последовательность и начинается синтез.
Инициация
Первоначальный период представляет собой соединение малой рибосомной субъединицы с первоначальной т-РНК. В рибонуклеиновой кислоте заключена аминокислота, называемая метионином. Именно с нее во всех случаях начинается процедура трансляции.
В роли запускающего кодона выступает АУГ. Он отвечает за кодирование первого мономера цепочки. Чтобы рибосома смогла распознать стартовый кодон и не приступала к синтезу с самой середины гена, где также может быть собственная последовательность АУГ, вокруг начального кодона расположена особая нуклеотидовая последовательность.
По ней рибосома находит место, где должна быть установлена ее малая субъединица. После соединения с м-РНК стадия инициации завершается. Процесс переходит в элонгацию.
Элонгация
На среднем этапе белковая цепочка начинает постепенно наращиваться. Длительность процедуры определяется численностью в белке аминокислот. На среднем этапе сразу к малой рибосомной субъединице подсоединяется большая.
Ею полностью поглощается начальная т-РНК. При этом снаружи остается метионин. Несущая новую кислоту т-РНК номер два заходит в большую субъединицу. При совпадении следующего кодона на м-РНК с антикодоном на вершине «листочка клевера» начинается подсоединение к первой новой аминокислоты посредством пептидной связи.
Рибосома всего на три нуклеотида либо лишь на один кодон перемещается по м-РНК. Стартовая т-РНК отстыковывается от метионина, отмежевывается от образованного комплекса. Ее место занимает вторая т-РНК. На ее конце уже крепятся две аминокислоты.
В большую субъединицу проходит третья т-РНК и вся процедура повторяется снова. Процесс длится до времени появления кодона в м-РНК, сообщающего о завершении трансляции.
Терминация
Завершающий этап выглядит достаточно жестко. Работа органелл с молекулами, дружно занятых созданием цепочки полипептидов, прерывается рибосомным наездом на терминальный кодон. Он отвергает все т-РНК, так как не поддерживает кодирование ни одной из аминокислот.
Захождение его в большую субъединицу оказывается невозможным. Начинается отделение белка от рибосомы. Органелла на этой стадии либо распадается на пару субъединиц, либо продолжает движение по м-РНК, разыскивая новый стартовый кодон.
Одна м-РНК может содержать одномоментно несколько рибосом. У каждой имеется собственная трансляционная стадия. Только что полученный белок маркируется, чтобы определить место его назначения. Его переправляют адресату по ЭПС. Синтез одной белковой молекулы происходит за минуту либо две.
Для понимания выполняемой биосинтезом задачи необходимо изучение функций этой процедуры. Главное определяется аминокислотной последовательностью в цепи. За их очередность отвечает определенная расположенность кодонов.
Именно их свойствами и задается вторичность, третичность либо же четвертичность белковой структуры и выполнение их в клетке определенных задач.
- 1. Синтез белков в клетке
