16. Биосинтез белка. Реакция матричного синтеза.pp (1)

1. Биосинтез белка. Реакция матричного синтеза

Урок биологии
для 10 класса

2. БИОСИНТЕЗ БЕЛКА – это процесс синтеза белков в живых клетках, основанный на информации, закодированной в ДНК.

• Это сложный, многоступенчатый
процесс, требующий участия
различных молекул и структур
клетки.
• Основная идея: Центральная
догма молекулярной биологии –
информация передается от ДНК →
РНК → Белок.
• Ключевую роль играют: ДНК,
информационная РНК (иРНК),
транспортная РНК (тРНК), рибосомы,
аминокислоты и ферменты.

3. ГЕН – участок ДНК, содержащий информацию (последовательность нуклеотидов) для синтеза определенной молекулы белка или РНК.

• Последовательность азотистых оснований в гене определяет
последовательность аминокислот в полипептидной цепи белка.
• Генетический код: Система записи информации о последовательности
аминокислот с помощью последовательности нуклеотидов.
• Триплетность: Три нуклеотида кодируют одну аминокислоту.
• Универсальность: Код одинаков для большинства организмов.
• Однозначность: Каждый триплет кодирует только одну аминокислоту.

4. Первый этап: ТРАНСКРИПЦИЯ – процесс синтеза молекулы иРНК на матрице (шаблоне) одной из цепей ДНК.

Где происходит: В ядре (у эукариот) или в цитоплазме (у прокариот).
Как происходит:
1. Фермент РНК-полимераза "расплетает" участок ДНК.
2. На комплементарной цепи ДНК синтезируется молекула иРНК, где
вместо тимина (Т) используется урацил (У).
3. Синтезированная молекула иРНК выходит из ядра (у эукариот) и
направляется к рибосомам.

5. Второй этап: ТРАНСЛЯЦИЯ – процесс синтеза полипептидной цепи белка на рибосоме на основе последовательности нуклеотидов иРНК.

Где происходит: В цитоплазме, на
рибосомах.
Участники:
• иРНК: Несет "инструкцию" (кодоны).
• Рибосома: "Фабрика" по сборке белка,
состоит из двух субъединиц.
• тРНК: Транспортная молекула, которая
приносит специфическую аминокислоту к
рибосоме и имеет антикодон – триплет
нуклеотидов, комплементарный кодону иРНК.
• Аминокислоты: Строительные блоки белка.

6. Процесс трансляции: ИНИЦИАЦИЯ и ЭЛОНГАЦИЯ

• Инициация (начало): Рибосома присоединяется к иРНК в области старткодона (обычно АУГ). Первая тРНК с соответствующей аминокислотой
(метионином) связывается с кодоном.
• Элонгация (удлинение цепи):
1. Следующая тРНК с соответствующей аминокислотой подходит к
соседнему кодону иРНК.
2. Ферменты образуют пептидную связь между аминокислотами.
3. Рибосома "сдвигается" на один кодон вперед по иРНК.
4. Освободившаяся тРНК уходит, а новая подходит. Процесс повторяется.

7. Трансляция (завершение):

1. Рибосома достигает одного из
стоп-кодонов на иРНК (УАА, УАГ,
УГА).
2. В этой точке нет тРНК с
антикодонами, комплементарными
стоп-кодонам. Присоединяются
специальные белковые факторы.
3. Синтез полипептидной цепи
прекращается, она отсоединяется от
рибосомы.
4. Рибосома распадается на
субъединицы, которые могут быть
использованы для синтеза других
белков.

8. РЕАКЦИЯ МАТРИЧНОГО СИНТЕЗА – это процесс образования новой молекулы нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) или белка на основе

информации,
закодированной в существующей молекуле-матрице.
• Репликация ДНК: Синтез новой
цепи ДНК на матрице старой цепи.
• Транскрипция: Синтез иРНК на
матрице ДНК.

9.

Трансляция: Синтез белка на
матрице иРНК (используя тРНК как
"переводчиков").
Комплементарность – правильное расположение нуклеотидов или
аминокислот, обеспечивающее точное копирование информации.

10. ПОСТТРАНСЛЯЦИОННАЯ МОДИФИКАЦИЯ – это химические изменения, которым подвергается белок после его синтеза на рибосоме.

• Синтезированная полипептидная цепь еще
не всегда является функциональным белком.
• Виды модификаций:
• Сворачивание (фолдинг): Принятие
трехмерной структуры (первичная ->
вторичная -> третичная -> четвертичная).
• Присоединение других молекул:
Гликозилирование (присоединение углеводов),
фосфорилирование (присоединение
фосфатных групп) и др.
• Расщепление полипептидной цепи.
• Эти модификации необходимы для
правильной работы белка.

11. Заключение

• Процесс биосинтеза белка – это
удивительный пример молекулярной
инженерии природы.
• От точного копирования
информации в ДНК до сложного
танца рибосом, иРНК и тРНК, и,
наконец, до создания
функционального белка – каждый
этап отлажен и точен.
• Этот процесс лежит в основе всех
жизненных процессов, от роста и
развития до функционирования
органов и систем.