Биосинтез белков (трансляция)

Генетический код – способ кодирования последовательности аминокислот при помощи последовательности нуклеотидов.

Свойства генетического кода:

· Триплетность – кодирующими элементамив шифровании последовательности аминокислот являются триплеты нуклеотидов;

· Специфичность – каждому кодону соответствует одна аминокислота;

· Вырожденость – включение в белок одной и той же аминокислоты определяют несколько кодонов. Данное свойство повышает устойчитвость информационного потока к неблагоприятным воздействиям внешней и внутренней среды;

· Линейность записи информации – в ходе трансляции мРНК читаются с фиксированной стартовой точки и не прерываются;

· Универсальность – смысл кода одинаков для всех живых организмов;

· Колинеарность гена и продукта – аминокислотная последовательность в белке колинеарна последовательности зрелой мРНК.

Основные компоненты белоксинтезирующей системы:

· Аминокислоты;

· мРНК – содержит информацию о структуре белка и используется как матрица;

· тРНК – обеспечивают включение аминокислот в белок. В процессе синтеза белка на рибосоме антикодон тРНК и кодон мРНК связываются по типу комплементарности. При этом третье основание кодонов имеет опр. Степень свободы при связывании с антикодоном – «гипотеза качания»;

· Аминоацил-тРНК синтетазы – катализируют образование в цитозоле фосфодиэфирных связей между акцепторными концами тРНК и аминокислотами. В активном центре ферментов есть4 участка для узнавания аминокислоты, тРНК, АТФ, Н₂О (участвует в гидрнолизе неправильных аминоациладенилатов). Каждый член семейства узнает только одну аминокислоту. Активация аминокислот происходит в 2 стадии: на первой аминокислота связывается с АТФ с образованием богатого энергией промежуточного соединения – аминоацил-АМФ. На второй стадии аминоацильный остаток, оставаясь связанным с ферментом, взаимодействует с тРНК с образованием аминоацил-тРНК. Аминокислоты присоединяются к 3’ – ОН гуппам рибозы на 3’-конце тРНК. Энергия, заключенная в макроэргической связи аминоацил-тРНК. Впоследствии идет на образование пептидной связи в ходе синтеза белка. Пирофосфат, выделяющийся в ходе реакции, расщепляется на 2 ортофосфата, что делает активацию аминокислот необратимой;

· Рибосомы – место сборки аминокислот в белки. Состоят из 2 субъедениц, каждая представлена рРНК и белковой частью. Малая субъединица присоединяет мРНК и декодирует информацию с помощью тРНК и механизма транслокации, большая ответственна за образование пептидных связей. В присутствии мРНК субъединицы объединяются с образованием полной рибосомы. В рибосоме есть 2 центра для присоединения тРНК: аминоацильный (А) и пептидильный (Р). Вместе они включают участок мРНК, равный 2 кодонам. А-центр связывает аа-тРНК, Р-центр связывает пептидил-тРНК, т.е. тРНК, связанную с пептидной цепочкой, которая уже синтезирована;

· Белковые факторы – стабилизируют или облегчают функционирование белоксинтезирующего аппарата;

· АТФ и ГТФ – источники энергии. На включение 1 аминокислоты в полипептидную цепь требуетсяэнергия 4 макроэргических связей: 2 из АТФ в ходе реакции, катализируемой аа-тРНК-синтетазой и 2 из ГТФ: одна – на связывание аа-тРНК в А-центре рибосомы, 1 – на стадию транслокации. Еще по одной АТФ и ГТФ затрачивается на инициацию и терминацию синтеза полипептидной цепи.