Какие компоненты клетки участвуют в биосинтезе белка на первом этапе?

2 ответов на вопрос “Какие компоненты клетки участвуют в биосинтезе белка на первом этапе?”

  1. LoveRepeater Ответить

    План:
    1.  Генетический код
    2.  Этапы биосинтеза белка
    3.  Регуляция синтеза белка
    Транскрипция трансляция
    ДНК > РНК > Белки > Регуляция метаболизма
    Транскрипция – это синтез молекулы РНК или это процесс переписывания нуклеотидов гена с ДНК в РНК, всегда происходит на стадии двунитевой молекулы ДНК, при этом матрицей служит одна нить, которая называется антикодирующей.
    Основные характеристики процесса транскрипции
    1.  РНК – копия содержит в себе весь объем информации определенного участка ДНК.
    2.  РНК сохраняет способность к образованию водородных связей между комплементарными основаниями (так как урацил, присутствующий в РНК вместо тимина спаривается с аденином)
    3.  Транскрипция отличается от репликации, при этом РНК-копия, после завершения ее синтеза освобождается от ДНК-матрицы, после чего происходит восстановление исходной двойной спирали ДНК.
    4.  Синтезирующие молекулы РНК имеют одноцепочечную структуру, она короче ДНК и соответствует длине участка ДНК, который достаточен для кодирования одного или нескольких белков.
    Особенности данного процесса
    1.  В клетках эукариот – прежде чем превратится в и-РНК и попасть в цитоплазму, РНК претерпевает химические изменения.
    2.  В цитоплазме на каждой и-РНК синтезируются тысячи копий. Скорость этого процесса очень высока.

    Генетический код

    Генетический код – это аминокислотная последовательность белков. Он был расшифрован в 1961 году учеными Миренберпом и Маттеи. Они установили:
    Кодирование аминокислот осуществляется триплетами нуклеотидов (кодонами) Из 4-х азотистых оснований можно составить 64 различные комбинации, которых достаточно для кодирования 20 аминокислот.
    Кодон – это последовательность трех нуклеотидов, в результате которой кодируется определенная аминокислота.
    Необходимо помнить, что:
    Точность синтеза полипептидной цепи достигается за счет комплементарного узнавания азотистых оснований двух компонентов:
    кодона информационной РНК антикодона транспортной РНК
    Последовательность аминокислот в любом белке зависит от последовательности азотистых оснований в ДНК, содержащихся в той клетке, где синтезируется данный белок. Заложенная в ДНК информация считывается в процесс транскрипции матричной РНК (м-РНК) и переносится в белоксинтезирующую систему на рибосомы. Ученый Крик доказал триплетную теорию кодона, которая и объясняет способ перевода четырехбуквенного языка нуклеиновых кислот на 20-буквенный язык белковых молекул.
    Кодон-антикодоновое взаимодействие – это способ узнавания триплетом (которым является м-РНК) комплементарного триплета (им является антикодон), входящего в состав соответствующей т-РНК.
    Кодон и антикодон спариваются антипараллельным образом (теорий качаний Крика):
    1.  Два первых основания кодонов образуют прочные пары с соответствующими азотистыми основаниями антикодона.
    2.  Находящиеся в третьем положении азотистые основания кодонов образуют слабые водородные связи с антикодоном.
    3.  Вывод Крика: находящиеся в третьем положении основания большинства кодонов имеют некоторую степень свободы при образовании пары с соответствующими азотистым основанием антикодона – это и есть качающиеся основания.
    4.  Именно такое взаимодействие кодона с антикодоном обеспечивает включение аминокислоты в соответствующие участки полипептидной цепи синтезирующегося белка.

    Этапы биосинтеза белка

    1 этап – этап активации аминокислот
    Компоненты:
    1.  20 аминокислот
    2.  20 ферментов аминоацил-т-РНК-синтетаз
    3.  20 и более т-РНК, а также АТФ и ионы Мg?+
    На этом этапее осуществляется АТФ-зависимые превращения аминокислот в аминоацил-т-РНК.
    1 стадия – из аминокислоты и АТФ образуется аминоацил-аденилат – это активированное соединение (ангидрид), в котором карбоксильная группа аминокислоты соединена с фосфатной группой адениновой кислоты.
    2 стадия – аминоацидная группа аминоацил-аденилата переносится на молекулу соответствующей т-РНК. В результате образуется аминоацил-т-РНК – это активированное соединение, участвующее в биосинтезе белка. Этот процесс активизируется аминоцаил-т-РНК-синтетазами.
    Во всех случаях на 2-ой стадии активированная аминокислота присоединяется к остатку адениловой кислоты, или адениловому нуклеотиду в триплете ЦЦА (ССА) на третьем конце молекулы т-РНК (3’-Т-РНК).
    Молекулы т-РНК переводят информацию, заключенную в и-РНК на язык белка.
    Таким образом, генетический код расшифровывается с помощью двух адаптаров: это т-РНК и аминоцаил-т-РНК-синтетаза, в результате чего каждая аминокислота может занять место, определенное ей триплетной нуклеотидной последовательностью в и-РНК, т. е. своим кодоном.
    Для дальнейшего синтеза необходимы рибосомы. Синтез белков, входящих в состав рибосомной структуры, происходит цитоплазме, самосборка – в ядрышке за счет взаимодействия молекул белков и рибосомной РНК при участии ионов Мg?+.
    р-РНК выполняет роль каркасов для упорядоченного расположения рибосомных полипептидов.
    Суб-частицы в рибосоме расположены несимметрично, имеют неправильную форму, и соединены друг с другом так, что между ними остается бороздка, через которую проходит молекула и-РНК в процесс синтеза полипептидной цепи, а также 2-ая бороздка, удерживающая растущую полипептидную цепь.
    2 этап – Инициация полипептидной цепи
    Компоненты:
    1.  и-РНК, гуанозинтрифосфат (ГТФ), ионы Мg?+
    2.  N-формилметионил-т-РНК
    3.  Инициирующий кодон в и-РНК
    4.  Рибосомные субчастицы (30S, 50S)
    5.  Факторы инициации (IF 1;2;3)
    У E. coli и других прокариот N-концевой аминокислотой при сборке полипептидной цепи всегда является остаток N-формилметианила.
    Стадии образования инициирующего комплекса
    1 стадия
    A)  В результате взаимодействия 30S субъединицы (субчастицы) и фактора инициации образуется структура, в которой белок препятствует ее ассоциации с 50S субчастицей.
    B)  Присоединение к 30S субчастице и-РНК достигается с помощью инициирующего сигнала, представляющего собой богатую пуриновыми основаниями последовательность, центр которой находится на расстоянии 10 нуклеотидов от 5’-конца инициирующего кодона и-РНК.
    C)  Первый транслируемый кодон расположен на расстоянии 25 нуклеотидов от 5’ конца.
    D)  Инициирующий сигнал, представленный коротким участком и-РНК, в результате взаимодействия с комплементарной последовательностью нуклеотидов, расположенных с 3-го конца 30S субчастицы, способствует фиксированию и-РНК в нужном для инициации положении.
    E)  Это взаимодействие обеспечивает правильное положение инициирующего кодона на 30S субчастице.
    2 стадия
    A)  К комплексу, состоящему из 30S субчастицы, фактора инициации и и-РНК, присоединяются ранее связавшиеся с N-формилметионилом т-РНК, второй фактор инициации и гуанозин-трифосфат (ГТФ).
    B)  Возникновение функционально активной 70S рибосомы а результате присоединения 50S-рибосомной субчастицы к ранее образовавшейся комплексной структуре.
    3 стадия – приготовление инициирующего комплекса к продолжению процесса трансляции.
    3 этап – Элонгация
    На этой стадии происходит синтез полипептидной цепи.
    Компоненты:
    1.  Инициирующий комплекс – 70S рибосома.
    2.  Набор аминоацил-т-РНК
    3.  Фактор элонгации, цианозинтрифосфат (ГТФ)
    4.  Пептидилтрансфераза, ионы Мg?+
    Элонгация – это циклический процесс.
    Стадии элонгации
    1 стадия – образование аминоацил-т-РНК, которая является комплементарным кодон-антикодоновым взаимодействием, а также специфической связью между участками молекул т-РНК и р-РНК.
    2 стадия – подготовка для вступления остатков аминокислот в реакцию образования пептидной связи.
    3 стадия (транслокация) – это перемещение рибосомы вдоль и-РНК на один кодон. На образование однопептидной связи затрачивается энергия гидролиза 2-х молекул ГТФ.
    A)  Свободная т-РНК отделяется и уходит в цитоплазму.
    B)  В дальнейшем аминоацильный участок вновь подготовлен для связывания очередной аминоацил-т-РНК, антикодон который комплементарен следующему кодону и-РНК – начинается новый цикл элонгации.
    4 этап – Терминация.
    Компоненты:
    АТФ Терминирующий кодон и-РНК Факторы освобождения полипептида
    1)  Рост полипептидной цепи продолжается, пока один из 3-х терминирующих кодонов (УАА, УГА, УАГ) не поступит в рибосому. В этом случае кодон-антикодо-нового взаимодействия не происходит.
    2)  К терминирующему кодону присоединяется ответственный за терминацию фактор, в результате прекращается дальнейший рост белковой цепи.
    3)  Синтезируемый белок, и-РНК и т-РНК определяются от рибосомы.
    4)  И0РНК распадается до свободных рибонуклеидов, а т-РНК и рибосомы, распавшись на две субъединицы, участвуют в новых циклах трансляции.
    5 этап – Процессинг
    Компоненты:
    1.  Специфические ферменты
    2.  Кофакторы
    Образующиеся полипептидные цепи формируют более сложные белки или управляют процессами метаболизма в качестве ферментов.
    На одной молекуле и-РНК работает несколько и более (до 100) рибосом. Они образуют полисому, и на каждой рибосоме строится своя полипептидная цепь (в биосинтезе гемоглобина участвуют полсомы из 5-6 рибосом).
    Отличие биосинтеза белка
    1.  У прокариот – транскрипция и трансляция связаны между собой и синтез белка начинается сразу же на продолжающей синтезироваться молекуле и-РНК.
    2.  У эукариот – сначала на ДНК синтезируется и-РНК, затем она созревает и только зрелая участвует в трансляции.

    Регуляция синтеза белка

    В процессе эволюции был создан механизм регуляции действия генов. Геном каждой клетки приобрел характер комплекса, состоящего из:
    Структурных генов, которые кодируют синтез белковых молекул (т-РНК и и-РНК); и Генов-регуляторов, которые обеспечивают упорядоченность в действии структурных генов.
    Регуляция экспрессии (выражения) генов осуществляется на нескольких уровнях:
    Генный – обусловлен изменением количества и локализации генов, контролирующих тот или иной признак. Транскрипционный – отвечает за то, какие и когда включать гены для наработки и-РНК. Трансляционный – обеспечивает отбор и-РНК, транслирующихся на рибосомах. Функциональный – связан с регуляцией активности ферментов.

  2. ALID Ответить


    Почему причастие похоже на прилагательное?

    Что случится с водомеркой будь она размером с утку и почему?

    Как будет на казахском На моей улице много магазинов

    Zn+Cu(2+)=Cu+Zn(2+) восстановите полное  молекулярное уравнение

    решить цепочку превращений
    Метан ацетилен бензол бромбензол фенол 2,4,6-тринитрофенол

    смежные углы относятся как 2:3.чему равна градусная мера

    Чем объясняется большое разнообразие природных зон России?

    Чему равна производная от -x^3/3 ??

    О очень срочно. Помогите решить задачу.
    фабрика выпустила m метров ткани трех цветов:голубой ,зеленый и черного. Ткань голубого цвета составляет 30% всей выпущенной ткани. Ткань зеленого цвета составляла 0,8 кол-во ткани голубого цвета. Сколько метров ткани черного выпустила фабрика? Найдите значение получившегося выражения при m = 5520

    1.Сумма чисел -19,9 и -10=……… полное решение
    2. х+(-180); если х=20………….полное решение
    3. Температура воздуха в понедельник была -15, а ко вторнику понизилась на 6. Какой стала температура воздуха во вторник? полное решение
    4. Какое число является модулем суммы -50 и 10,5?
    5. -42+|-61|=…… полное решение
    6. Найдите длину отрезка АВ, если А(-61), а В(13).
    7. Какое из равенств верно? полное решение
    а) 1+(-0,5)=0,5 б) -1+0,5=-0,5 в)24+(-20)=-4 г) -10+0=-10
    8. Решите уравнение -х=-7,08+3,7
    9. Сколько решений имеет уравнение |y-9|=-6

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *