Биосинтез белков

Содержание

• 1.Введение.
• 2.Белки и их роль в организме.
• 3.Общие сведения о процессе биосинтеза белков:
• 3. 1. Понятие.
• 3.2. Вещества, участвующие в биосинтезе-нуклеиновые кислоты, аминокислоты, ферменты, АТФ.
• 4.Транскрипция - первый этап биосинтеза.
• 5. Трансляция - второй этап биосинтеза.
• 6.Общие сведения и пространственная структура белков.
• 7.Заключение.
• 8.Проверь себя (тесты).
• Список литературы.

Общая характеристика белков и их роль в организме

Белки (белковые вещества) называют иначе протеины. Это название должно было подчеркнуть первостепенное биологическое название этой группы веществ (греч. protos - первый, важнейший).

Биосинтез белков в живой клетке

Биосинтез (греч. bios - жизнь; synthesis-соединение) - образование органических веществ, происходящее в живых клетках с помощью ферментов и внутриклеточных структур.

Каждая живая клетка синтезирует составляющие ее вещества. При изучении клеток под микроскопом мы всегда имеем дело с неживой клеткой, поэтому создается впечатление, что все стру к турные части клетки неподвижны, а это не соответствует действительности. В живой клетке все находится в движении: движется цитоплазма, увлекая за собой многие органоиды, вещества и включения; активно работают рибосомы; пульсируют митохондрии; из ядра сквоз ь поры его оболочки от ДНК выходят цепочки РНК, несущие наследственную информацию. Совершается и множество химических превращений: синтез, распад и перенос веществ.

Схема растительной и животной клеток

Участники биосинтеза молекул белка

Дезоксирибонуклеиновая кислота – матрица.

Информационная РНК (матричная РНК) - несет информацию о белке.

Транспортная РНК - переносчик аминокислот для синтеза белка.

Нуклеиновые кислоты получили свое название от лат. nucleus -, так как впервые были обнаружены в ядрах клеток. Различают два типа нуклеиновых кислот :- дезоксирибонуклеиновые (ДНК), рибонуклеиновые (РНК). Молекулы нуклеиновых кислот представляют собой полимерные цепочки, состоящие из сотен и тысяч звеньев-мономеров, называемых нуклеотидами.

их на нуклеотиде ДНК:

Дезоксирибонуклеиновая кислота - важнейшее вещество в живой клетке. Молекула ДНК является носителем наследственной информации клетки и организма в целом. Из молекулы ДНК образуется хромосома. У организмов каждого биологического вида определенное количество молекул ДНК на клетку. Для каждого биологического вида строго неповторима и индивидуальна и последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК.

Способность нуклетидов к избирательному соединению в пары называется комплементарностью ( лат. complementus - дополнение). Нити ДНК, в которых основания расположены комплементарно друг другу, называют комплементарными нитями.

На свойстве комплементарности основана способность молекулы ДНК удваиваться. Процесс удвоения ДНК называется репликацией ( лат. replicatio- повторение).

Рибонуклеиновая кислота содержитсяся в ядре, цитоплазме.

Молекулы ДНК хранят наследственную информацию, а молекулы РНК участвуют в ее реализации.

Ферменты

Ферменты (от лат. fermentum – брожение, закваска)- белковые молекулы, синтезируемые клетками и ускоряющие протекание химических реакций.

Аминокислоты

Молекула белка - полимер. Мономерами белка являются аминокислоты. У каждой аминокислоты имеется карбоксильная группа (-СООН) и аминогруппа (- NH 2 ). Наличие

Аминокислоты, участвующие в построении белков живых организмов

• Аланин
• Валин
• Лейцин
• Изолейцин
• Фенилаланин
• Метионин
• Триптофан
• Пролин
• Глицин
• Серин

• Треонин
• Тирозин
• Цистеин
• Аспарагин
• Глутамин
• Аспарагиновая кислота
• Глутаминовая кислота
• Лизин
• Аргинин
• Гистидин

Незаменимые аминокислоты выделены жирным шрифтом

рические названия - по источнику, из которого они впервые были выделены. Так, аспарагин обнаружили в 1806 году в соке аспарагуса (спаржи), глутаминовую кислоту – в клейковине пшеницы (от лат. gluten-клей).

Цистеин впервые был выделен из камней мочевого пузыря (от греч. “цистис”- пузырь).Аргинин впервые был получен в виде соли серебра ( от лат argentum - серебро). Глицин назван так за сладкий вкус (от греч. “гликис”- сладкий). Название “лейцин” произошло от греческого слова “лейкос”- белый и т. д.

Если же в составе пептида 20 разных аминокислот, число возможных изомеров составит 2*10 18 !

Поставщики энергии для биосинтеза белков

Процесс биосинтеза белков в живой клетке

-Триплетность

-Генетический код однозначен. Каждый кодон шифрует одну ами-

- Между генами имеются «знаки препинания». Каждый ген кодирует одну белковую цепочку. В генетическом коде существует три специальных триплета (УАА, УАГ, УГА), каждый из которых обозначает прекращение синтеза одной белковой цепи. Эти триплеты выполняют функцию знаков препинания, находятся в конце каждого

Внутри гена нет «знаков препинания». Код универсален. Первый этап биосинтеза белков - транскрипция transcriptio

Готовая и-РНК отходит от ДНК, покидает ядро через поры в ядерной оболочке и направляется к месту синтеза белков - рибосомам.. Наступает второй этап биосинтезв белка - трансляция (лат. translatio-передача). В рибосомах осуществляется расшифровка генетической информации - перевод ее с «языка» нуклеотидов на «язык» аминокислот- и создание (сборка) полимерной цепи. Рибосома скользит по и-РНК как по матрице и в строгом соответствии с последовательностью расположения ее нуклеотидов выстраивает определенные аминокислоты в длинную полимерную цепь белка. Порядок аминокислот в цепи соответствует генетической информации, скопированной с определенного участка ДНК.

В т-РНК последовательность трех нуклеотидов комплементарна нуклеотидам кодона в и-РНК. Такая последовательность нуклеотидов в структуре т-РНК называется антикодоном. Каждая т-РНК присоединяет определенную, «свою» аминокислоту, при помощи ферментов с затратой АТФ.

Например:белок молока лактоглобулин имеет следующий элемен -

тарный состав С 1864 Н 3012 О 576 N 468 S 21, а белок крови гемоглобин

C 3032 H 4816 O 872 N 780 S 8 Fe 4 .

В тканях человека и животных белки преобладают в количественном отношении. Растения содержат меньше белков, чем животные.

Пространственная структура белка

В результате взаимодействия боковых групп аминокислот небольшие участки полипептидной цепи принимают ту или иную конформацию (тип укладки), известную как вторичная структура белков. Вторичная структура имеет вид спирали, поддерживается при помощи водородных связей, возникающих между NH- группами и

ными связями: ионными, водородными, дисульфидными ( S-S связи), гидрофобными взаимодействиями, когда гидрофильные боковые цепи обращены к воде, а гидрофобные цепи обращены внутрь молекулы.

Заключение

Знание процесса биосинтеза белков в живой клетке имеет огромное значение для практического решения задач в области сельского хозяйства, промышленности, медицины, охраны природы.

.

Проверь себя

Г - ядрышках

Г - 3 нуклеотидами

А - генетическим кодом

А - трансляцией

В - амфотерности

Г - аминокислоты

В - дезоксирибоза

Б - макроэргическим связям

А - А Т Ц Г В - Г Ц Ц А

В - 3 остатка молекулы фосфорной кислоты

В - и-РНК

А - 2 триплета нуклеотидов