Вопрос № 3: Стадия транскрипция

Вопрос № 3: Стадия транскрипция

ТРАНСКРИПЦИЯ — процесс переписывания генетической информации с ДНК на м-РНК.

Транскрипция генетической информации происходит в ядре путем синтеза на одной из цепей молекулы ДНК одноцепочечной молекулы РНК, последовательность нуклеотидов которой точно соответствует последовательности нуклеотидов матрицы— полинуклеотидной цепи ДНК. Происходит раздвоение молекулы ДНК.

Существуют специальные механизмы «узнавания» начальной точки синтеза ( точки инициации ), выбора цепи ДНК, с которой считывается информация, а также механизм завершения процесса. Последовательность азотистых оснований ДНК переводится в комплементарную последовательность РНК.

Схема транскрипции молекулы ДНК

Только одна из цепей ДНК служит матрицей для синтеза молекул РНК.

Таким образом синтезируются молекулы м-РНК, т-РНК и р-РНК. В процессе транскрипции используются специальные ферменты — РНК-полимеразы и некоторые другие, энергия АТФ, ионы магния.

Вопрос № 4: Стадия трансляции

ТРАНСЛЯЦИЯ — биосинтез белка, перевод последовательности нуклеотидов м-РНК в аминокислотную последовательность белка.

У прокариот (бактерий и цианей), не имеющих оформленного ядра, рибосомы могут связываться с синтезированной молекулой м-РНК сразу же после ее отделения от ДНК или даже до полного завершения ее синтеза.

У эукариот м-РНК сначала должна быть доставлена через ядерную оболочку в цитоплазму. Перенос осуществляется специальными белками, которые образуют комплекс с молекулой РНК.

Для процесса трансляции необходимы следующие компоненты:

1) м-РНК;

2) рибосомы;

3) т-РНК, приносящая соответствующие аминокислоты;

4) аминокислоты;

5) специальные ферменты ( аминоацил-синтетазы ) и белковые факторы;

6) энергия АТФ;

7) ионы магния.

Биосинтез белка включает 3 стадии:

1. Инициация — образование инициирующего комплекса в результате соединения м-РНК с рибосомой и т-РНК.

а) м-РНК перемещается из ядра в цитоплазму и соединяется с рибосомой. В цитоплазме на один из концов м-РНК (а именно на тот, с которого начинался синтез молекулы в ядре) вступает рибосома и начинает синтез полипептида;

б) первая т-РНК доставляет сюда же первую аминокислоту (для каждой аминокислоты есть своя т-РНК) и связывается с определенным участком м-РНК по принципу комплементарности (анти-кодон т-РНК соответствует кодону м-РНК, благодаря этому ами^ нокислоты располагаются в определенном порядке).

2. Элонгация — удлинение полипептидной цепи.

Происходит связывание с м-РНК и рибосомой 2-й т-РНК, несущей 2-ю аминокислоту. 1-я и 2-я аминокислоты соединяются друг с другом с помощью специальных ферментов пептидной связью. Затем рибосома перемещается на 1-й триплет вперед, в результате 1-я «пустая» т-РНК освобождается, приходит 3-я т-РНК и т. д. Рибосома перемещается по молекуле м-РНК прерывисто, триплет за триплетом, делая каждый из них доступным для контакта с т-РНК. Сущность трансляции заключается в подборе по принципу комплементарности антикодона т-РНК к кодону м-РНК. Если антикодон т-РНК соответствует кодону м-РНК, то аминокислота, доставленная такой т-РНК, включается в полипептидную цепь, и рибосома перемещается на следующий триплет (кодон м-РНК). Этот процесс многократно повторяется. Примерно 1-2 мин идет синтез пептида из 200-300 аминокислот.

З. Терминация — окончание синтеза.

Как только рибосома дойдет до терминирующего кодона м-РНК, по завершении синтеза происходит распад комплекса, полипептидная цепочка отделяется от матрицы — молекулы м-РНК, освобождается готовый полипептид, который затем подвергается посттрансляционной модификации (это химическая модификация и пространственная конформа-ция белка). Молекула приобретает третичную структуру, свойственную данному белку.

м-РНК может использоваться для синтеза полипептидов многократно так же, как рибосома. Одна рибосома способна синтезировать полную полипептидную цепь. Образование полирибосом (одновременно на м-РНК работает несколько рибосом) повышает эффективность использования м-РНК, поскольку на ней одновременно может синтезироваться несколько полипептидных цепей.

⇐ Предыдущая 12