Процесс биосинтеза белка и его значение в клетке
Содержание
Сначала мы поясним что такое биологический синтез, затем рассмотрим биосинтез белка внутри клетки.
Что такое биосинтез белка в клетках
Биологическим синтезом называют образование органических соединений в результате биохимических реакций с участием особых белков, именуемых ферментами. Это своего рода органические катализаторы. Протекание реакций биосинтеза – обязательное условие жизни клетки. Без них она погибнет.
Среди видов биологического синтеза важнейшее место занимает биосинтез белка, это процесс образования белковых соединений внутри живых клеток. Он делится на две основных стадии – транскрипцию и трансляцию.
Транскрипция – первый этап биосинтеза белка
Транскрипцией называют процесс синтеза информационной РНК (иРНК или iРНК) на участке ДНК в клеточном ядре. Ферментом, играющим одну из главных ролей в проведении транскрипции, является транскриптаза.
Сначала один из специальных ферментов находит и разворачивает участок двойной ДНК спирали. Затем он движется вдоль цепи ДНК и по принципу комплиментарности создаёт iРНК.
По мере того как фермент перемещается, иРНК отходит от ДНК, после чего её двойная цепь восстанавливается. Когда ферментная молекула достигнет конца копируемого участка (стоп-кодона), РНК отделяется от ДНК. Информация считается считанной.
Далее iРНК должна созреть. На один из её концов подвешивается КЭП. Он защищает этот конец от ферментов, разрушающих молекулу. На другом конце достраивается поли(А)-хвост. Он тоже предназначен для защиты.
После данных процессов некодирующие участки рибонуклеиновой кислоты вырезаются (это называется сплайсинг), а информационные сшиваются. Далее уже созревшая молекула через ядерные поры переходит в клеточную цитоплазму.
Поэтапно транскрипцию можно представить следующим образом:
- РНК-полимераза прикрепляется к конку копируемой ДНК;
- Начинается скольжение полимеразы по считываемому участку ДНК (гену) и постройка комплементарной иРНК;
- Ферментная молекула доходит до конца гена и отпускает iРНК;
- Происходит созревание РНК.
Трансляция – второй этап биологического синтеза
Он состоит из последовательного перевода информации с языка, выраженного нуклеотидами на язык аминокислот и представляет собой процесс построения из них белковых молекул. Основным источником энергии при этом служит аденозиндифосфорная кислота.
В окружении цитоплазмы, на рибосомах (особых органеллах цитоплазмы), закодированные последовательности переводятся в последовательность аминокислот, из которых состоит полипептидная цепь. Органелла движется по иРНК и выстраивает полимерную белковую цепь. Аминокислоты поставляют тРНК. Для каждой из них РНК своя.
Время жизни иРНК может составлять всего несколько минут (некоторые бактерии) или несколько дней (высшие млекопитающие). Затем иРНК разрушаются. Освободившиеся нуклеотиды используются для синтеза новых соединений.
Поэтапно биосинтез белка в клетках на этой стадии можно представить таким образом:
- Рибосома распознаёт КЭП, прикрепляется к иРНК;
- К Р-сайту указанной органеллы подходит первая транспортная РНК;
- К А-сайту указанной органеллы приходит вторая транспортная РНК;
- Две аминокислоты, доставленные тРНК образуют между собой пептидную связь;
- Рибосома совершает один шаг;
- На ставший свободным А-сайт подходит ещё одна тРНК;
- Аминокислоты опять образуют пептидную связь;
- Выше указанные процессы продолжаются, пока на пути движущейся органеллы не встретится стоп-кодон;
- Рибосома распадается, полипептидная цепь освобождается.
Итог
Вам стало известно, какую важную роль играет биосинтез белка, и что без этого процесса клетка не может существовать.
Также вы узнали о главных стадиях биологического синтеза белковых молекул – транскрипции и трансляции. Это последовательные процессы, которые постоянно сменяют друг друга, поддерживая тем самым в ней жизнь.
Занимайтесь на курсах ЕГЭ и ОГЭ в паре TwoStu и получите максимум баллов на экзамене:
