Биосинтез белка. Трансляция

Тема: «Биосинтез белка. Трансляция»

Задачи:

Дать характеристику основным этапам трансляции

Трансляция. тРНК

Трансляция — синтез полипептидной цепи на матрице иРНК.

Органоиды, обеспечивающие трансляцию, — рибосомы.

Т.е. синтез белковых молекул может происходить в цитоплазме или на шероховатой эндоплазматической сети.

В цитоплазме синтезируются белки для собственных нужд клетки, белки, синтезируемые на ЭПС, транспортируются по ее каналам в комплекс Гольджи и выводятся из клетки.

Трансляция. тРНК

Для транспорта аминокислот к рибосомам используются тРНК.

В тРНК различают антикодоновую петлю и акцепторный участок. В антикодоновой петле РНК имеется антикодон, комплементарный кодовому триплету определенной аминокислоты, а акцепторный участок на 3'-конце способен с помощью фермента аминоацил-тРНК-синтетазы присоединять именно эту аминокислоту (с затратой АТФ) к участку ССА .

Таким образом, у каждой аминокислоты есть свои тРНК и свои ферменты, присоединяющие аминокислоту к тРНК.

Трансляция. тРНК

Рибосома. Инициация трансляции

Различают три этапа в биосинтезе белка: инициацию , элонгацию и терминацию .

В малой субъединице рибосомы расположен функциональный центр рибосомы (ФЦР) с двумя участками — пептидильным (Р-участок) и аминоацильным (А-участок). В ФЦР может находиться шесть нуклеотидов иРНК, три - в пептидильном и три - в аминоацильном участках.

Инициация . Синтез белка начинается с того момента, когда к 5'-концу иРНК присоединяется малая субъединица рибосомы, в Р-участок которой заходит метиониновая тРНК.

Инициация трансляции. Элонгация

За счет АТФ происходит передвижение инициаторного комплекса (малая субъединица рибосомы, тРНК с метионином) по НТО до метионинового кодона АУГ. Этот процесс называется сканированием .

Элонгация . Как только Р-участок сканирующего комплекса попадает кодон АУГ, происходит присоединение большой субъединицы рибосомы. В А-участок ФЦР поступает вторая тРНК, чей антикодон комплементарно спаривается с кодоном иРНК, находящимся в А-участке.

Инициация трансляции. Элонгация

Инициация трансляции. Элонгация

Инициация трансляции. Элонгация

Пептидилтрансферазный центр большой субъединицы катализирует образование пептидной связи между метионином и второй аминокислотой. Отдельного фермента, катализирующего образование пептидных связей, не существует. Энергия для образования пептидной связи поставляется за счет гидролиза ГТФ .

Инициация трансляции. Элонгация

Как только образовалась пептидная связь, метиониновая тРНК отсоединяется от метионина, а рибосома передвигается на следующий кодовый триплет иРНК, который оказывается в А-участке рибосомы, а метиониновая тРНК выталкивается в цитоплазму.

Инициация трансляции. Элонгация

На один цикл расходуется 2 молекулы ГТФ. В А-участок заходит третья тРНК, и образуется пептидная связь между второй и третьей аминокислотами. Синтез полипептида идет от N-конца к С-концу, то есть пептидная связь образуется между карбоксильной группой первой и аминогруппой второй аминокислоты.

Элонгация. Терминация трансляции

Скорость передвижения рибосомы по иРНК — 5–6 триплетов в секунду, на синтез белковой молекулы, состоящей из сотен аминокислотных остатков, клетке требуется несколько минут.

Терминация . Когда в А-участок попадает кодон-терминатор (УАА, УАГ или УГА), с которым связывается особый белковый фактор освобождения, полипептидная цепь отделяется от тРНК и покидает рибосому. Происходит диссоциация, разъединение субъединиц рибосомы.

Элонгация. Терминация трансляции

Многие белки имеют лидерную последовательность – 15-25 аминокислотных остатков, «паспорт» белка, определяющий его локализацию в клетке – в митохондрию, в хлоропласты, в ядро. В дальнейшем ЛП удаляется.

Первым белком, синтезированным искусственно, был инсулин, состоящий из 51 аминокислотного остатка. Потребовалось провести 5000 операций, в работе принимали участие 10 человек в течение трех лет.

Полисома

Для увеличения производства белка через иРНК могут одновременно проходить несколько рибосом, последовательно транслирующие один и тот же белок. Такую структуру, объединенную одной молекулой иРНК называют полисомой .

Белки «на экспорт» синтезируются на шероховатой ЭПС.

Повторение

• Какие этапы различают в биосинтезе белка?
• Что известно о строении тРНК?
• Каково значение аминоацил-тРНК-синтетаз?
• Какие этапы различают в трансляции?
• Что происходит во время инициации трансляции?
• Как происходит элонгация?
• Как осуществляется терминация?
• Для чего многие белки имеют лидерную последовательность?

Повторение

Что необходимо для трансляции? Поясните значение:

• Кодогенная цепь ДНК.
• Аминокислоты.
• Лигазы.
• Аминоацил-тРНК-синтетазы.
• АТФ, ГТФ.
• Дезоксирибонуклеозидтрифосфаты.
• Рибонуклеозидтрифосфаты.
• иРНК.
• тРНК.
• РНК-синтетаза.
• ДНК-синтетаза.
• Рибосомы.