Биосинтез белка

Биосинтез белков.
Процесс биосинтеза белка можно представить в виде схемы ДНК - про – и - РНК- и-РНК-полипептидная цепь – белок.
Этапы биосинтеза белков:
Транскрипция  (лат. Transcription – переписывание).Это синтез в ядре клетки молекулы – предшественника и-РНК (про- и – РНК) по программе ДНК .
Транскрипция включает 3 этапа:
- Инициация.
-Элонгация.
- Терминация.
1.Инициация.Под действие фермента двойная спираль ДНК раскручивается. Фермент РНК-полимераза присоединяется к промотору ДНК и из свободных нуклеотидов начинается синтез про-и-РНК.
2.Элонгация – процесс наращивания полинуклеотидной цепи.
3. Терминация – окончание синтеза про-и-РНК, когда фермент достигает стоп – кодона – ( АГТ, АЦТ или АТЦ ).
Участок ДНК, который содержит промотор, транскрибируемую последовательность нуклеотидов и терминатор, называется транскриптором.
Процессинг – “ созревание ” РНК. У эукариот, в процессе созревания про – и – РНК, специальные ферменты удаляют интроны – инертные участки и сшивают экзоны – кодирующие участки. Процессы, которые связаны с созреванием и-РНК, называется процессингом. Процесс сшимвания кодирующих участков – экзонов с помощью ферментов лигаз, называется сплайсингом. Образуется и – РНК или м- РНК. Из ядра она поступает к рибосомам ЭПС.
Трансляция. Это синтез полипептида по программе и – РНК.
Трансляцию делят на 3 этап:
- Инициация.
- Элонгация.
- Терминация.
1. Инициация.
1) и – РНК соединяется с малой субъединицей рибосомы.

2) К стартовому кодону и-РНК (АУГ) комплементарно присоединяется своим антикодоном (УАЦ) т-РНК с аминокислотой (метионин). Реакция присоединения аминокислоты к т- РНК называется рекогницией. Между кодоном и антикодоном формируются водородные связи. Образуется комплекс инициации: малая субъединица + и- РНК + т-РНК + метионин.

3) К этому комплексу присоединяется большая субъединица рибосомы. Образуется функционально активная рибосома. В ней одновременно могут находиться только два кодона  и-РНК.

2. Элонгация- процесс удлинения полипептидной цепи.

1) Ко второму кодону комплементарно присоединяется следующая  т-РНК с определённо аминокислотой. Между двумя аминокислотами образуется  пептидная связь.

2) т-РНК, которая пришла раньше, выходит из рибосомы и может присоединять новую аминокислоту.

3) и-РНК  и т-РНК с дипептидом перемещается в рибосоме на   один кодон. К третьему кодону и-РНК подходит т-РНК с аминокислотой и т. д.

3. Терминация- окончание синтеза и высвобождения полипептида.

Удлинение цепи продолжается до “стоп-кодона”.

Пострансляционная модификация.

Синтезированный полипептид попадает в цитоплазму, ЭПС или аппарат Гольджи, где завершается формирование белков молекулы. В процессе “созревания “ происходят химические и пространственные преобразования (белок приобретает вторичную, третичную или четвертичную структуру).
Процесс синтеза белка требует больших затрат энергии АТФ.
Результатом участия белков в метаболизме является развитием признаков. Таким образом, процесс биосинтеза белка осуществляется в четыре этапа:
1. Транскрипция.
2. Посттранскрипционные процессы ( процессинг, сплайсинг ).
3. Трансляция.
4. Посттранскляционные процессы (формирование вторичной, третичной и четвертичной структуры белка).
Регуляция активности генов у прокариот осуществляется специальными регуляторными белками, которые закодированы в генах – регулятор. Такие белки соединяются с оператором ДНК и могут либо способствовать началу синтеза и-РНК, или нет.
Если белок-регулятор не дает фермент присоединится к промотору, он называется репрессором. Если белок- регулятор фермента способствует к присоединению к промотору, то его называют белок –активатор. В процессе регуляции активности генов участвуют и вещества небелковой природы (эффекторы ). Они способны с белком-регулятором и изменять его способность соединяться с оператором.
В зависимости от результатов такого воздействия среди эффекторов различают индукторы, которые способствуют транскрипции и репссоры, которые препятствуют ей.
Регуляция активности генов у эукариот гораздо сложнее. Так как процесс транскрипции включает процессинг и разделен в пространстве с трансляцией и посттрансляциооными процессами.
Гены-регуляторы могут находиться как в одной хромосоме со структурными генами, так и в разных. Кроме того, регуляция активности генов у эукариот связано с  образованием комплекса ДНК и белков-гистонов.