1.8. Биосинтез белка
Биосинтез белка — это один из видов пластического обмена, в ходе которого наследственная информация, закодированная в генах ДНК, реализуется в определенную последовательность аминокислот в белковых молекулах.
Этапы биосинтеза одного вида белка в клетке:
- сначала происходит синтез мРНК на определенном участке одной из цепей молекулы ДНК;
- мРНК выходит через поры ядерной мембраны в цитоплазму и прикрепляется к малой субъединице рибосом;
- к этой же субъединице рибосомы присоединяется инициаторная тРНК, антикодон которой взаимодействует со стартовым кодоном мРНК — АУГ, затем из малой и большой частиц формируется рабочая рибосома;
- на противоположном антикодону конце молекулы инициаторной тРНК находится аминокислота метионин (ее код — АУГ). Карбоксильная группа метионина присоединяется к аминогруппе следующей аминокислоты, доставленной на рибосому;
- при включении новой аминокислоты рибосома передвигается вперед на три нуклеотида. Аминокислоты, доставленные на рибосомы, ориентированы по отношению друг к другу так, что карбоксильная группа одной аминокислоты оказывается рядом с аминогруппой другой аминокислоты. В результате между ними образуется пептидная связь;
- рибосома движется вдоль мРНК, пока не достигнет одного из ее трех стоп-кодонов — УАА, УАГ или УГА;
- после этого полипептид покидает рибосому и направляется в цитоплазму. На одной молекуле мРНК находятся несколько рибосом, образующих полисому. Именно на полисомах и происходит одновременный синтез нескольких одинаковых полипептидных цепей;
- каждый этап биосинтеза катализируется соответствующим ферментом и обеспечивается энергией АТФ;
- биосинтез происходит в клетках с огромной скоростью (в организме высших животных в одну минуту образуется до 60 тыс. пептидных связей).
Точность белкового синтеза обеспечивается следующими механизмами:
- фермент аминоацил-тРНК-синтетазы обеспечивает связывание строго определенной аминокислоты с соответствующими молекулами транспортной РНК;
- транспортная РНК, присоединившая аминокислоту, своим антикодоном связывается с кодоном на информационной РНК в месте прикрепления рибосомы. Только после узнавания молекулой тРНК «своего» кодона аминокислота включается в растущую полипептидную цепь.