< Попер   ЗМІСТ   Наст >

Етапи біосинтезу білків

Біосинтез білківсукупність процесів, які забезпечують утворення молекул білків з амінокислот на основі інформації, яка міститься в генах ДНК. Біосинтез білків, хоча й дуже подібний, дещо відрізняється у представників еукаріотів та прокаріотів (архебактерій та еубактерій). Біосинтез білків є складним багатоетапним процесом, у якому, зазвичай, виділяють транскрипцію, процесинг (включаючи сплайсинг), активацію амінокислот, трансляцію та посттрансляційну модифікацію білкових молекул.

I етап. Транскрипціяпередача інформації про структуру білка з молекули ДНК на ІРНК, яка відбувається в ядрі. Транскрипція відбувається під час інтерфази і каталізується ферментом ДНК-залежною РНК-лолімеразою. У процесі транскрипції утворюються РНК усіх типів – ІРНК, тРНК і рРНК. Процес синтезу ІРНК протікає в напрямку від 5'- до 3'- кінця, тобто ДНК-РНК-полімераза рухається по матричному ланцюжку ДНК з напрямком 3'-5'. Інша назва цих точок – ОН-кінець і P-кінець відповідно. Рівень транскрипції більшості генів чітко регулююється за допомогою факторів транскрипції (білки, що зв'язуються зі специфічними ділянками ДНК (промоторами) і є частиною системи, яка регулює передачу генетичної інформації від ДНК до РНК). Саме на цьому етапі відбувається більша частина регуляції експресії генів (процес, при якому спадкова інформація генів використовується для синтезу функціонального генетичного продукту, наприклад, молекули білка або РНК). Регулювання експресії генів забезпечує контроль клітині за кількістю та структурою біополімерів, що синтезуються, і є основою диференціації клітин, морфогенезу й адаптації організму до умов навколишнього середовища. Зазвичай процес транскрипції поділяється на три стадії: ініціацію, елонгацію і термінацію.

  • Ініціація – початкова стадія транскрипції. Відбувається розплітання ДНК і зв'язування РНК-полімерази з геном-промотором, що є сигналом для початку транскрипції. Після чого утворюється фосфодиефірний зв'язок між двома першими нуклеотидами.
  • Елонгація – стадія, під час якої нарощується ланцюг ІРНК, тобто відбувається послідовне приєднання рибонуклеотидів на основі принципу комплементарності.
  • Термінація – стадія завершення зчитування генетичної інформації з ДНК на ІРНК при досягненні гена-термінатора, який є сигналом для завершення транскрипції. Результатом цих стадій є утворення незрілої ІРНК, яку називають попередником ІРНК (про-іРНК).

II етап. Процесинг зі сплайсингомпроцес, що забезпечує дозрівання про- ІРНК (попередника ІРНК) після транскрипції, при якому "Вирізаються" інтрони (неінформативні ділянки) і "зшиваються" екзонн (інформативні ділянки). Інтрон – ділянка ДНК, яка є частиною гена і не містить інформації про послідовність амінокислот білка. Інтрони характерні для всіх типів РНК в клітинах еукаріотів і знайдені в невеликій кількості в рибосомальній РНК (рРНК) і транспортній РНК (тРНК) прокаріотичних клітин. Число і довжина інтронов дуже різні в різних видах і серед різних генів одного організму. У середньому на частку інтронів припадає приблизно 80% усієї про-іРНК. Екзон – інформативна ділянка ДНК в межах гена, яка переводиться у зрілу молекулу ІРНК в процесах транскрипції і сплайсингу. Екзони більшості генів еукаріотів і деяких генів прокаріотів розділені сегментами некодуючої ДНК (інтронами), які видаляються під час сплайсингу. Термін "екзон" ввів 1978 році американський біохімік В. Гільберт. У результаті сплайсингу про-іРНК перетворюється на зрілу ІРНК, яка транспортується з ядра до цитоплазми, де відбуватиметься трансляція.

III етап. Активація амінокислотсукупність процесів, які відбуваються в цитоплазмі й забезпечують поєднання амінокислот з тРНК і АТФ. Вільні амінокислоти спочатку поєднуються з АТФ під контролем специфічних ферментів-синтетаз з утворенням активованих амінокислот. Для кожного виду амінокислоти існує свій особливий фермент. Далі активована амінокислота приєднується до своєї специфічної тРНК під контролем того самого ферменту, що називається рекогніцією. Утворюється аміноацил-тРНК. * IV

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >