биосинтез белка.PDF

Формат документа: pdf
Размер документа: 0.63 Мб




Прямая ссылка будет доступна
примерно через: 45 сек.



  • Сообщить о нарушении / Abuse
    Все документы на сайте взяты из открытых источников, которые размещаются пользователями. Приносим свои глубочайшие извинения, если Ваш документ был опубликован без Вашего на то согласия.

БИОСИНТЕЗ БЕЛКА
Биосинтез белка – трансляция – перевод
последовательности нуклеотидов в
последовательность аминокислот.

Правила трансляции определяются
генетическим кодом .

Биосинтез белка из 20 α -аминокислот происходит
в эндоплазматическом ретикулуме при помощи
сложной белок -синтезирующей системы:
• рибосомы,
• матричная (« messenger » - посредник) РНК ,
• транспортные РНК,
• белковые факторы трансляции,
• ферменты трансляции,
• макроэргические соединения (АТФ и ГТФ ),
• различные катионы.

Биосинтез белка – это ферментативная
полимеризация аминокислот, протекающая в
следующей последовательности:

1. Активация аминокислот.
2. Собственно трансляция включает этапы:
• инициация трансляции;
• элонгация трансляции;
• терминация трансляции.

1. Активация аминокислот.
Фермент: аминоацил -тРНК -синтетаза (АРСаза )

АК + тРНК + АТФ → АК -тРНК + АМФ + ФФн

Аминокислота присоединяется
к концевой 3 ’-ОН транспортной тРНК (3’ АСС…).

Для каждой из 20 аминокислот
существует специфическая
аминоацил -тРНК -синтетаза .

2. Собственно трансляция
Инициация трансляции.
Синтез белка осуществляется на рибосомах
(рибонуклеопротеины , надмолекулярные белковые
комплексы ), которые:
- удерживают всю белок -синтезирующую систему,
- обеспечивают точность считывания (трансляции),
- катализируют образование пептидной связи.

Инициация трансляции – сборка всего комплекса
белкового синтеза.

СТРОЕНИЕ РИБОСОМЫ
прокариот эукариот
(70 S рибосомы) (80 S рибосомы)

До начала трансляции субъединицы рибосом
находятся в диссоциированном состоянии.
Ассоциация малой и большой субъединицы
происходят в присутствии мРНК .

Для инициации необходимо присутствие
белковых факторов инициации IF :

IF прокариот е IF эукариот
IF 1, IF 2, IF 3 > 13 eIF

последовательность
Шайно -Дальгарно
3 ’-конец 16 S РНК
малой субъединицы
Антикодон
фMe т -тРНК ф
M ет
Малая субъединица рибосом взаимодействует с мРНК
вблизи 5 ’-конца .
С инициирующим (первым) кодоном взаимодействует
антикодон инициаторной формилметионил -тРНК (у
прокариот), или метионил -тРНК (у эукариот.).

С комплексом «малая субъединица рибосомы /
мРНК / инициаторная АК -тРНК » взаимодействует
большая субъединица рибосомы.






На стадии инициации
затрачивается 1 ГТФ .

На рисунке:
Р -участок – пептидиль -
ный (сайт связывания
растущего пептида);
А -участок – амино -
ацильный (сайт
связывания следующей
АК -тРНК ).

ЭЛОНГАЦИЯ ТРАНСЛЯЦИИ
Элонгация трансляции – удлинение цепи
полипептида.
В элонгации принимают участие 3 белковы х
фактора элонгации EF ( eEF ).
Направление считывания информации с мРНК
(направление движения рибосомы по мРНК )–
5 ’→ 3’.
Направление роста полипептидной цепи от N -
конца к С -концу.

Растущий
полипептид

АК -тРНК

3’


А -сайт
мРНК
5’
Р -сайт
туннель
70 S рибосома

Перенос растущего
полипептида
(из Р -сайта)
на следующую
аминокислоту (в А -сайт)
катализирует фермент
пептидил -
трансфераза .

Пептидилтрансфераза –
рибозим –
2 3S РНК (28 S ).

После образования пептидной связи в А -сайте
находится пептидил -тРНК , Р -сайт свободен.
Рибосома сдвигается на 3 нуклеотида (кодон) в
сторону 3 ’-конца – шаг рибосомы .
При этом пептидил -тРНК из А -сайта переносится
в Р -сайт – транслокация .
В А -сайте размещается новый кодон мРНК .


Энергетические затраты в процессе элонгации :
для удлинения цепи на 1 аминокислотный остаток
требуется 2ГТФ.

ТЕРМИНАЦИЯ ТРАНСЛЯЦИИ
Белковые факторы терминации RF (3) и eRF (1).
Терминирующие кодоны: УАГ, УАА, УГА

После последнего шага рибосомы в А -центр не
поступает (не становится) АК -тРНК .
В результате транспептидазной реакции полипептид
переносится на воду и освобождается из Р -сайта.
Рибосома диссоциирует на субъединицы.

Энергетические затраты – 1 ГТФ .

n АК + n АТФ (активация) + ГТФ(инициация) +
+ ГТФ ( терминация ) + 2(n -1) ГТФ (элонгация) →

→ полипептид + n АМФ + n ФФн + 2 n ГДФ + 2 n Фн

После синтеза полипептидная цепь
подвергается фолдингу , в процессе которого
белок приобретает нативную конформацию ,
и посттрансляционной модификации
(фосфорилированию , аденилирования ,
гликозилированию и др.) и транспортируется
к месту функционирования.

Синтез белка сложный и многостадийный
процесс, регуляция которого осуществляется
на разных уровнях многими механизмами.

Наиболее распространенным механизмом
регуляции количества белка в клетке является
регуляция (индукция или репрессия
белкового синтеза) на уровне транскрипции –
синтеза матричной РНК .
X