Биосинтез белка

Материал по курсу «БИОЛОГИЯ»,  
10 класс, 
тема: «БИОСИНТЕЗ БЕЛКА»

Миозин

Актин

Пероксидаза

Гемоглобин

Инсулин

Гамма-глобулин

Липопротеины 

белки

 

транспорт

 

ферменты

 

строительство

 

антитела

 

гормоны

 

движение

БИОСИНТЕЗ 
БЕЛКА 

• Франсуа Жакоб (р.1920) – французский микробиолог

 

• Жак Люсьен Моно (1910-1976) – французский биохимик  и микробиолог

ДНК матрица  и РНК матрица  белок

Транскрипция

 

 

 

Первый этап биосинтеза белка—транскрипция.

Транскрипция—это переписывание информации с последовательности нуклеотидов ДНК в последовательность нуклеотидов РНК.

 

А

 

Т

 

Г

 

Г

 

А

 

Ц

 

Г

 

А

 

Ц

 

Т

 

В определенном участке ДНК под действием ферментов белки-гистоны отделяются, водородные связи рвутся, и двойная спираль ДНК раскручивается. Одна из цепочек становится матрицей для построения и-РНК. Участок ДНК в определенном месте начинает раскручиваться под действием ферментов.

 

матрица

 

ДНК

Затем на основе матрицы под действием фермента РНК-полимеразы из свободных нуклеотидов по принципу комплементарности начинается сборка мРНК.

 

А

 

 Т

 

Г

 

Г

 

А

 

Ц

 

Г

 

А

 

 Ц

 

Т

 

У

 

А

 

Ц

 

Ц

 

У

 

Г

 

Ц

 

 У

 

Г

 

А

 

и-РНК

 

  Между азотистыми основаниями ДНК и  РНК возникают водородные связи, а  между нуклеотидами самой матричной  РНК образуются сложно-эфирные связи.

 

Водородная

     связь

 

Сложно-эфирная

           связь

мРНК

 

После  сборки мРНК водородные связи между азотистыми основаниями ДНК и мРНК рвутся, и новообразованная мРНК через поры в ядре уходит в цитоплазму, где прикрепляется к рибосомам. А две цепочки ДНК вновь соединяются, восстанавливая двойную спираль, и опять связываются с белками-гистонами.

МРНК присоединяется к  поверхности малой субъединицы в присутствии ионов магния. Причем два ее триплета нуклеотидов оказываются обращенными к большой субъединице рибосомы.

 

ЯДРО

 

рибосомы

 

цитоплазма

 

Mg²⁺

Трансляция

 

Второй этап биосинтеза– трансляция.

Трансляция– перевод последовательности нуклеотидов в последовательность аминокислот белка.

В цитоплазме  аминокислоты под строгим контролем ферментов аминоацил-тРНК-синтетаз соединяются с тРНК, образуя аминоацил-тРНК. Это очень видоспецифичные реакции: определенный фермент способен узнавать и связывать с соответствующей тРНК только свою аминокислоту.  

 

 

и-РНК

 

А

 

Г

 

У

 

У

 

Ц

 

А

 

У

 

Ц

 

А

 

А

 

Г

 

У

 

а/к

 

а/к

 

а/к

 

У

 

У

 

Г

 

А

 

Ц

 

У

 

У

 

Г

 

Ц

Далее тРНК движется к и-РНК и связывается комплементарно своим антикодоном с кодоном и-РНК. Затем второй кодон соединяется с  комплексом второй аминоацил-тРНК, содержащей свой  специфический антикодон. 

Антикодон– триплет нуклеотидов на верхушке тРНК.

Кодон– триплет нуклеотидов на и-РНК.

 

и-РНК

 

А

 

Г

 

У

 

У

 

Ц

 

А

 

У

 

Ц

 

А

 

А

 

Г

 

У

 

а/к

 

а/к

 

а/к

 

У

 

У

 

Г

 

А

 

Ц

 

У

 

У

 

Г

 

Ц

 

Водородные связи между

комплементарными нуклеотидами

После присоединения к мРНК двух тРНК под действием фермента происходит образование пептидной связи между аминокислотами; первая аминокислота перемещается на вторую тРНК, а освободившаяся первая тРНК уходит. После этого  рибосома передвигается по нити для того, чтобы поставить на рабочее место следующий кодон.  

 

И-РНК

 

А

 

Г

 

У

 

У

 

Ц

 

А

 

У

 

Ц

 

А

 

А

 

Г

 

У

 

а/к

 

а/к

 

У

 

У

 

Г

 

А

 

Ц

 

У

 

У

 

Г

 

Ц

 

Пептидная 

    связь

 

а/к

Такое последовательное считывание рибосомой заключенного в и-РНК «текста» продолжается до тех пор, пока процесс не доходит до одного из стоп-кодонов (терминальных кодонов). Такими триплетами являются триплеты УАА, УАГ,УГА.

Одна молекула мРНК может заключать в себе инструкции для синтеза нескольких полипептидных нитей. Кроме того, большинство молекул                  и-РНК транслируется в белок много раз, так как к одной молекуле и-РНК  прикрепляется обычно много рибосом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и-РНК на рибосомах

 

белок

 

Наконец, ферменты разрушают эту

молекулу и-РНК, расщепляя ее до 

отдельных нуклеотидов.

 

  3. Контрольный тест

1. Матрицей для синтеза молекулы м-РНК при транскрипции служит:

а) вся молекула ДНК

б) полностью одна из цепей молекулы ДНК

в) участок одной из цепей ДНК

г) в одних случаях одна из цепей молекулы ДНК, в других– вся   молекула ДНК.

 

2. Транскрипция происходит:

а) в ядре

б) на рибосомах

в) в цитоплазме

г) на каналах гладкой ЭПС

 

3. Последовательность нуклеотидов в  антикодоне т-РНК строго    комплементарна:

а) триплету, кодирующему белок

б) аминокислоте, с которой связана данная  т-РНК

в) последовательности нуклеотидов гена

г) кодону м-РНК, осуществляющему трансляцию

 

 

 

4. Трансляция в клетке осуществляется:

а) в ядре

б) на рибосомах

в) в цитоплазме

г) на каналах гладкой ЭПС

5. При трансляции матрицей для сборки полипептидной цепи белка  служат:

а) обе цепочки ДНК

б) одна из цепей молекулы ДНК

в) молекула м-РНК

г) в одних случаях одна из цепей ДНК, в других– молекула м-РНК

6. При  биосинтезе белка в клетке энергия АТФ:

а) расходуется

б) запасается

в) не расходуется и не выделяется

г) на одних этапах синтеза расходуется, на других– выделяется

7. Исключите лишнее: рибосомы, т-РНК, м-РНК, аминокислоты, ДНК.

8. Участок молекулы т-РНК из трех нуклеотидов, комплементарно 

        связывающийся с определенным участком м-РНК по принципу

        комплементарности называется…

 

 

 

 

9.  Последовательность азотистых оснований в  молекуле ДНК следующая: АТТААЦГЦТАТ. Какова будет последовательность  азотистых оснований в  м-РНК?

а) ТААТТГЦГАТА

б) ГЦЦГТТАТЦГЦ

в) УААУЦЦГУТУТ

г) УААУУГЦГАУА

 

 

 

 

 

 

Понимание механизма синтеза белка—результат длительной и сложнейшей работы многих ученых. Это блестящее  достижение сейчас является одним из основных положений биологической науки. Но все же еще многое  из этого процесса осталось за гранью нашего знания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А нажав на слово «достижение», вы сможете проверить правильность ответов на тестовые задания.

 

достижение

 

1-В; 2-А; 3-Г; 4-Б; 5-В;  6-А;

7-ДНК; 8-АНТИКОДОН;

9-В 

 

5