Этапы биосинтеза белков

Биосинтез белков - совокупность процессов, обеспечивающих образование молекул белков из аминокислот на основе информации, содержащейся в генах ДНК. Биосинтез белков, хотя и очень похож, несколько отличается у представителей эукариот и прокариот (архебактерий и эубактерий). Биосинтез белков является сложным многоэтапным процессом, в котором, как правило, выделяют транскрипцию, процессинг (включая сплайсинг), активацию аминокислот, трансляцию и посттрансляционной модификации белковых молекул.

I этап. Транскрипция - передача информации о структуре белка с молекулы ДНК на иРНК, которая происходит в ядре. Транскрипция происходит во время интерфазы и катализируется ферментом ДНК-зависимой РНК-лолимеразою. В процессе транскрипции образуются РНК всех типов - иРНК, тРНК и рРНК. Процесс синтеза иРНК протекает в направлении от 5'- к 3'конца, то есть ДНК-РНК-полимераза движется по матричной цепи ДНК с направлением 3'-5 '. Другое название этих точек - ОН-конец и P-конец соответственно. Уровень транскрипции большинства генов четко регулююеться с помощью факторов транскрипции (белки, связывающиеся со специфическими участками ДНК (промоторами) и является частью системы, которая регулирует передачу генетической информации от ДНК к РНК). Именно на этом этапе происходит большая часть регуляции экспрессии генов (процесс, при котором наследственная информация генов используется для синтеза функционального генетического продукта, например, молекулы белка или РНК). Регулирования экспрессии генов обеспечивает контроль клетке по количеству и структуре биополимеров, синтезируемых и является основой дифференциации клеток, морфогенеза и адаптации организма к условиям окружающей среды. Обычно процесс транскрипции делится на три стадии: инициацию, элонгацию и терминацию.

• Инициация - начальная стадия транскрипции. Происходит распускание ДНК и связывания РНК-полимеразы с геном -промотором, что является сигналом для начала транскрипции. После чего образуется фосфодиефирний связь между двумя первыми нуклеотидами.

Элонгация - стадия, во время которой наращивается цепь иРНК, то есть происходит последовательное присоединение рибонуклеотидов на основе принципа комплементарности.

Терминация - стадия завершения считывания генетической информации с ДНК на иРНК при достижении гена-терминатора, который является сигналом для завершения транскрипции. Результатом этих стадий является образование незрелой иРНК, которую называют предшественником иРНК (о-иРНК).

II этап. Процессинг со сплайсингом - процесс, обеспечивающий созревания про- иРНК ( предшественника иРНК ) после транскрипции, при котором "Вырезаются" интроны ( неинформативные участки ) и "сшиваются" экзонных ( информативные участки ) . Интрон - участок ДНК, которая является частью гена и не содержит информации о последовательности аминокислот белка. Интроны характерные для всех типов РНК в клетках эукариот и найдены в небольшом количестве в рибосомальной РНК (рРНК) и транспортной РНК (тРНК) прокариотических клеток. Число и длина интронов очень различны в разных видах и среди разных генов одного организма. В среднем на долю интронов приходится примерно 80% всей про-иРНК. Экзон - информативная участок ДНК в пределах гена, которая переводится в зрелую молекулу иРНК в процессах транскрипции и сплайсинга. Экзоны большинства генов эукариот и некоторых генов прокариот разделены сегментами некодирующей ДНК (интронов), которые удаляются во время сплайсинга. Термин "экзон" ввел 1978 году американский биохимик В. Гильберт. В результате сплайсинга про-иРНК превращается в зрелую иРНК, которая транспортируется из ядра в цитоплазму, где будет трансляция.

III этап. Активация аминокислот - совокупность процессов, которые происходят в цитоплазме и обеспечивают сочетание аминокислот с тРНК и АТФ. Свободные аминокислоты сначала сочетаются с АТФ под контролем специфических ферментов-синтетаз с образованием активированных аминокислот. Для каждого вида аминокислоты существует свой особый фермент. Далее активирована аминокислота присоединяется к своей специфической тРНК под контролем того же фермента, называется рекогнициею. Образуется аминоацил-тРНК. * IV

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >