Биосинтез белка

1. Аминоацилсинтетазы
2. Образование инициирующего комплекса

Если провести анализ сухой массы клетки, то более 50% приходится на долю белков. Это главный строительный элемент, который играет важную роль в росте и развития клеток, тканей и всего организма. Биосинтез белков берет свое начало с ядра, а в дальнейшем проходит в цитоплазме. Такой механизм биосинтеза характерный для эукариот.

 Стадии биосинтеза белка:

• Транскрипция. На этом этапе генетическая информация ДНК переносится на мРНК.
• Трансляция. Здесь наблюдаем трансформацию триплетного нуклеотидного кода с образованием аминокислотной последовательности.

Что собой представляет биосинтез белка? Это сложный процесс синтеза и созревания белков который не обходится без ферментов. С участием мРНК и тРНК наблюдается синтез полипептидных цепей, которые формируются из аминокислот. Для эффективного биосинтеза белка нужна энергия и ионные активаторы.

Механизм биосинтеза белка:

• Сформированная мРНК покидает ядро и переходит в цитоплазму.
• Активация аминокислот. Присоединяется карбоксильная группа аминокислоты к соответствующей тРНК. Для протекания этого процесса нужна энергия.
• Формирование инициирующего участка (мРНК и рибосома) создание полипептидной цепи.
• Элонгация. На этом этапе выстраивается полипептидная последовательность.
• Терминация. Образование первичной структуры белка.
• Процессинг. На этом этапе формируется вторичная и третичная структура белка.

Аминоацилсинтетазы

В данном случае классическими ферментами выступают аминоацилсинтетазы. Каждая кислота реагирует исключительно на свой фермент. Комплекс между лизином и лизиновой тРНК называю лизил-тРНК. Как видим соединение в своем названии имеют окончание – ил (- ил). Процесс синтеза белка стартует при участии инициирующего комплекса. Такая система у эукариот формируется на цитоплазме или на поверхности шероховатого эндоплазматического ретикулума. У одноклеточных живых организмов лишенных сформированного ядра, ИК формируется в цитоплазме, другие варианты не представляются возможны.

В состав инициирующего комплекса входит:

1. Стартовый аминоацил-тРНК.
2. Рибосомы.
3. Полностью сформированная мРНК.

Рибосомы состоят из большой и малой субъединицы. Эти клеточные структуры лишены оболочек, в их составе имеется белок и РНК. Структура рибосом у прокариот и эукариот практически идентичны: отмечается наличие специальных участков (Р-участок и А-участок).

Образование инициирующего комплекса

В качестве примера возьмем клетку прокариот. Ключевые этапы формирования ИК можем описать следующим образом: поначалу фактор инициации связывает P-участок малой субъединицы. Затем присоединяется большая субъединица. На этапе элонгации активно формируется полипептидная цепь. Комплементарная аминоацил-тРНК фиксируется на А-участке рибосомы.

Между аминогруппой первой кислоты и карбоксильной группы второй аминокислоты формируются особый вид амидной связи. Этот процесс невозможен без применения фермента — пептидилтрансферазы, который фиксируемый на рибосоме. На протяжении всей реакции он не покидает место работы. Как только аминоацил-тРНК стыковался и сформировалась пептидная связь, между аминокислотами наблюдается смещение ИК на 3 нуклеотида вдоль молекулы мРНК.

Различные аминокислоты дают начало разным белкам. Инициирующая аминоацил-тРНК не склонна к формированию амидной связи с последующей аминокислотой. Процесс считывания данных мРНК протекает в направлении 5г — 3г. Рост полипептидной цепи соответствует направлению N — С.

Терминация — это финишный этап биосинтеза, в ходе которого мРНК встречает один из 3х стоп-кодонов. Процессинг — это созревание полипептидной цепи. На этом этапе появляется третичная структура белка. Рассматривая сложные белки, стоит отметить, что на этапе процессинга могут включаться небелковые группы.

В настоящее время биосинтез белка изучен схематично и есть много нюансов, которые нуждаются в детальном рассмотрении. Несмотря на то, что учеными наиболее подробно изучен биосинтез белка Escherichia coli, здесь много невыясненных моментов. В этой статье мы рассмотрели биосинтез белка, опираясь на классические схемы.