Биосинтез белка

1. Биосинтез белка

2. Вспомним: ДНК, РНК, Закон комплементарности

3.

4.

5. Эпидермис листа

6. Ген

— это единица наследственности,
представляющая собой участок ДНК, в котором
закодирована первичная структура молекул одного
белка.
- 23 Пары хромосомы;
- 25-30 тыс. генов в геноме;
- Более 1000 генов в хромосоме;
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.

7. Ген

Хроматин - молекулы-нити ДНК в
ядрах эукариотических клеток всегда
находятся в комплексе со
специальными белками – гистонами.
Гистоны
-Небольшие по массе белки /всего 5 видов
-Н1, Н2А, Н2В, Н3,Н4
-Обладают основными свойствами
-Не обладают видовой специфичностью
-Могут самоагрегироваться с молекулой ДНК с
образованием глобулярной частицы-нуклеосомы

8.

9. Биосинтез белка

Процесс биосинтеза белка состоит из двух этапов: транскрипции и трансляции.
Для каждого этапа биосинтеза
требуются особые ферменты и АТФ.
Биосинтез происходит в клетках с
огромной скоростью. В организме
высших животных в одну минуту
образуется до 60 тыс. пептидных
связей.
Рис. Этапы биосинтеза белка

10. Транскрипция

— это процесс переписывание наследственной информации с
молекулы ДНК на информационную (матричную) РНК.
В ходе транскрипции участок двуцепочечной ДНК «разматывается». На одной из цепочек синтезируется
молекула иРНК.
Рис. Транскрипция

11. Транскрипция

Образуется молекула иРНК, которая является копией второй цепочки ДНК, только в ней тимин заменён
на урацил. Закодированная в ДНК информация о первичной структуре белка таким образом
переписывается на иРНК.
Как и в любой другой биохимической реакции, в этом процессе участвует фермент — РНК-полимераза.
Молекула ДНК содержит большое количество генов. В начале каждого гена располагается промотор —
особая последовательность нуклеотидов ДНК, которую определяет РНК-полимераза, и с этого места
начинает сборку молекулы иРНК.
Синтез иРНК продолжается до очередного «знака препинания» — терминатора. Эта
последовательность нуклеотидов указывает на завершение синтеза иРНК.
В клетках прокариот иРНК образуется в цитоплазме, поэтому образовавшиеся молекулы могут сразу
принимать участие в синтезе белков на рибосомах.
В клетках эукариот транскрипция происходит в ядре, поэтому иРНК сначала через поры в ядерной
мембране выходит в цитоплазму.

12. 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.

13. Трансляция

На тот конец иРНК, с которого нужно начать синтез белка, нанизывается
рибосома. Она движется вдоль иРНК прерывисто, «скачками», задерживаясь
на каждом кодоне приблизительно 0,2 секунды.
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.

14.

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.

15.

16.

Пример:
последовательность нуклеотидов матричной цепи
ДНК: ААГ ГЦТ ТАГ.
При транскрипции на этой цепи по принципу
комплементарности образуется участок иРНК с
нуклеотидами УУЦ ЦГА АУЦ, на котором в
результате трансляции образуется цепочка из
аминокислот: фенилаланин — аргинин — серин.
Если в одном из триплетов произойдёт замена нуклеотидов или они
поменяются местами, то может случиться так, что триплет станет
кодировать какую-нибудь другую аминокислоту. Значит, произойдут
изменения и в строении белка, закодированного данным геном, что
может оказать влияние на процессы обмена веществ и изменить
признаки организма.
Обрати внимание!
Нарушения последовательности
нуклеотидов в ДНК или иРНК могут
приводить к возникновению мутаций.