Биосинтез белка: инициация трансляции

Трансляция

Синтез белка осуществляется на рибосомах. Биосинтез белка имеет два аспекта: химический и генетический. Принципиальным моментом является то, что в природе белок строится из аминокислот не посредством их прямой конденсации с освобождением воды или одновременной полимеризации на матрице, а путем последовательного добавления аминокислотных остатков к одному из концов растущей полипептидной цепи (удлинения) с одновременным сканированием матричного полинуклеотида (мРНК), задающего порядок добавления различных аминокислотных остатков. Три последовательные химические реакции приводят к включению (добавлению) аминокислоты в полипептидную цепь строящегося белка:

1) аминокислота + АТФ – аминоацил-аденилат + пирофосфат,

2) аминоацил-аденилат + тРНК – аминоацил-тРНК + АМФ

3) пептидил(n)-тРНК + аминоацил-тРНК – тРНК + пептидил (n+1) –тРНК.

Первая реакция – активация аминокислоты за счет образования ангидридной связи между ее карбоксилом и фосфатом адениловой кислоты – и вторая реакция – акцептирование аминоацильного остатка молекулой тРНК с образованием сложноэфирной связи между карбоксилом аминокислоты и гидроксилом концевого рибозного остатка тРНК – происходят вне рибосомы, и обе реакции катализируются ферментом аминоацил-тРНК-синтетазой. Третья реакция -–транспептидация, то есть перенос карбоксильной группы растущего полипептида от гидроксила рибозного остатка тРНК, принесшей предыдущий аминокислотный остаток в цепь. на аминогруппу аминокислотного остатка аминоацил-тРНК – осуществляется в рибосоме и катализируется самой рибосомой, без постороннего фермента. Таким образом, именно молекулы аминоацил-тРНК являются формой поступления аминокислотных остатков в рибосомы. Генетическая сторона биосинтеза белка определяется тем, что поступление аминоацил-тРНК в рибосому строго детерминировано матричной РНК (мРНК), являющейся копией гена, и порядок чередования кодирующих триплетов (кодонов) вдоль цепи мРНК однозначно задает структуру синтезируемого белка. Для этого рибосома сканирует цепь мРНК по триплетам и последовательно выбирает из раствора аминоацил-тРНК с соответствующими аминокислотными остатками, выбрасывая отработанные, деацилированные тРНК.

Итак, в процессе биосинтеза белка рибосома:

а) принимает кодированную генетическую информацию от ДНК в виде мРНК и расшифровывает ее,

б) катализирует образование пептидных связей в реакции транспептидации,

в) передвигает цепь мРНК и молекулы тРНК.

Таким образом, рибосома – сложная белоксинтезирующая частица, обладающая одновременно генетической (декодирующее устройство), энзиматической (рибосома как фермент пептидилтрансфераза) и механической (молекулярная машина) функциями. Очевидно, что эти функции базируются на специфической структуре рибосомы как рибонуклеопротеидной частицы.

Биосинтез белка: инициация трансляции

Инициация трансляции – это серия молекулярных событий, происходящих с рибосомой, которая приводит к взаимодействию рибосомы с началом кодирующей нуклеотидной последовательности мРНК и последующему считыванию (трансляции) этой последовательности. Таким образом, за стадией инициации следует стадия собственно трансляции, или элонгации полипептидной цепи, которая заканчивается стадией терминации. Эпицикл трансляции состоит из этих трех стадий – инициации, элонгации и терминации. Информация о структуре белка переносится в рибосомы и-РНК. Процесс переноса информации и ее реализации в виде синтеза белковых молекул носит название трансляции (лат. traslatio – перенесение). Зрелые молекулы и-РНК, попавшие в цитоплазму, прикрепляются к рибосомам, а затем постепенно протягиваются через тело рибосомы. В каждый момент внутри рибосомы находится незначительный участок и-РНК.

Аминокислоты доставляются в рибосомы различными т-РНК, которых в клетке несколько десятков. Молекулы т-РНК способны выполнять эту функцию потому, что имеют два активных центра. К одному из них прикрепляются молекулы аминокислоты. Прикрепление осуществляется с участием АТФ особыми ферментами (белками –синтетазами)

Поиск по сайту: