Разработка урока для студентов СПО "Биосинтез белка"

БИОСИНТЕЗ БЕЛКА

Каждая клетка содержит тысячи белков. Свойства белков зависят от их первичной структуры, т. е. порядка соединения аминокислотных остатков в молекулах.

Информация о первичной структуре всех белков организма закодирована последовательностью нуклеотидов, образующих молекулы ДНК. В молекулах ДНК выделяют гены. Каждый ген соответствует одному белку.

Ген — это единица наследственности, представляющая собой участок ДНК, в котором закодирована первичная структура молекул одного белка.

В одной молекуле ДНК содержится много генов. Все гены данного организма образуют его генотип.

Биосинтез белка

Процесс биосинтеза белка состоит из двух этапов: транскрипции и трансляции.

Для каждого этапа биосинтеза требуются особые ферменты и АТФ.

Транскрипция

Транскрипция — это процесс переписывания наследственной информации с молекулы ДНК на информационную (матричную) РНК.

В ходе транскрипции участок двуцепочечной ДНК «разматывается». На одной из цепочек синтезируется молекула иРНК.

В клетках эукариот транскрипция происходит в ядре, поэтому иРНК сначала через поры в ядерной мембране выходит в цитоплазму.

Трансляция 

Трансляция — это перевод информации, закодированной в иРНК, в первичную структуру молекулы белка.

Для сборки белковой молекулы в цитоплазме клетки должны присутствовать все необходимые аминокислоты. Они образуются при расщеплении белков, поступающих с пищей, или синтезируются в самом организме.

Аминокислоты доставляются к рибосомам транспортными РНК (тРНК). Аминокислота попадает в рибосому только в комплексе с сответствующей тРНК.

К кодону, расположенному в активном центре рибосомы, присоединяется тРНК с комплементарным антикодоном. Соединённая с ней аминокислота образует пептидную связь к растущей полипептидной цепочкой. Затем  рибосома перемещается на следующий кодон иРНК. В рибосоме оказывается тРНК с антикодоном, комплементарным следующему триплету в иРНК, и к образующейся молекуле белка присоединяется следующая аминокислота.

Рибосома постепенно сдвигается по иРНК, задерживаясь на следующих триплетах. Так поэтапно собирается молекула белка.

Синтез полипептидной цепи заканчивается, когда в активном центре рибосомы  оказывается стоп-кодон (УАА, УАГ или УГА). Молекула белка отсоединяется от рибосомы, выходит в ЭПС или цитоплазму и усложняется, образуя характерную вторичную, третичную и четвертичную структуры.

На одной иРНК одновременно находятся несколько рибосом и происходит синтез нескольких молекул белка. Рибосомы, которые связаны с одной иРНК и синтезируют один и тот же белок, образуют полисому.

Когда синтез данного белка окончен, рибосома может найти другую иРНК и начать синтезировать другой белок. Нарушения последовательности нуклеотидов в ДНК или иРНК могут приводить к возникновению мутаций.