ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Биосинтез белков (трансляция) из "Химические основы жизни" В предыдущей главе были рассмотрены процессы биосинтеза и катаболизма нуклеиновых кислот — хранителей наследственной информации в живых организмах. В данной главе мы обсудим биосинтез белков как главный механизм реализации наследственной информации, заложенной в полинуклеотидных цепях нуклеиновых кислот. [c.364] Биосинтез белков называется трансляцией (от лат. 1гапз1айо — передача). Трансляция — это преобразование информации, заложенной в полинуклеотидной последовательности мРНК в аминокислотную последовательность белка согласно генетическому коду. В ходе трансляции синтезируются все белки клетки. [c.364] Кодирование в нуклеиновых кислотах информации о структуре белков — явление само по себе уникальное (как в биологическом, так и в химическом плане). Способ кодирования генетической информации получил название генетического кода (его также называют биологическим, нуклеотидным, аминокислотным кодом). [c.365] Свойства генетического кода были исследованы впервые Ф. Криком и его сотрудниками, которые изучали белоксинтезирующие системы на мутантах бактериофага Т4. Ими было показано, что генетический код триплетен (т. е. одну аминокислоту кодирует триплет нуклеотидов). Затем последовали эксперименты, в ходе которых были разработаны методы определения состава кодонов (М. Ниренберг и И. Маттеи, 1961 г.). Так было выяснено, что триплет нуклеотидов УУУ (У — урацил) кодирует аминокислоту фенилаланин, а триплет ЦЦЦ (Ц — цитозин) — пролин. [c.365] К 70-м годам XX в. удалось полностью выяснить состав генетического кода (табл. 12.1). [c.365] Результаты работ по исследованию генетического кода являются одним из самых значительных достижений в понимании процессов жизни. Эти результаты можно резюмировать в следующих положениях. [c.366] Механизмы репликации ДНК, транскрипции РНК и трансляции белка в общих чертах одинаковы у всех организмов. Эволюция шла не путем изменения основных биосинтетических процессов, а путем образования дополнительных генов для синтеза новых ферментов, новых белков, обладающих разнообразными структурами и функциями. Такой ход эволюции обеспечил огромное разнообразие живых существ на Земле. [c.367] Механизм трансляции. Как и другие матричные процессы, трансляция протекает в три этапа (инициация, элонгация и терминация), осуществляемые на рибосомах, состоящих из рРНК и белков. На первой стадии трансляции происходят активация аминокислот и присоединение их к соответствующим тРНК, а затем протекает сборка полипептидной цепи (что иногда называют собственно трансляцией). [c.367] Система для синтеза белков, т. е. полипептидных цепей со строго определенной первичной структурой, включает в себя порядка 200 макромолекул. Среди них вьщеляют молекулы, участвующие в активации аминокислот и переносе их на рибосомы (около 100), другие входят в состав рибосом (около 60), а в процессах, происходящих на рибосоме, принимает участие около 10 макромолекул. Различают цитоплазматические, митохондриальные и пластидные белоксинтезирующие системы все они имеют сходную структурно-биохимическую организацию. [c.367] Далее аминоацил-тРНК-синтетазы переносятся на рибосомы, на которых осуществляется синтез полипептидной цепи. Молекулы тРНК при этом играют роль адапторов, при помощи которых аминокислоты включаются в определенном порядке в растущую полипептидную цепь. [c.369] Блокирование аминогруппы метионина формильным остатком позволяет этой аминокислоте первой занять определенное место в рибосоме и положить начало росту полипептидной цепи. Б связи с тем что формил-метионин приходит в рибосому первым, все полипептиды у прокариот начинаются с формилметионина. После окончания синтеза белка формильная группа отщепляется от него ферментом деформилазой, а в ряде случаев ферментом пептидазой отщепляется и метиониновый остаток. [c.370] Элонгация заканчивается тогда, когда в рибосому на мРНК приходят сигналы окончания синтеза белка. Ими являются один или несколько кодонов-терминаторов УАА, УАГ и УГА. Наличие их в любом участке мРНК приводит к окончанию белкового синтеза. В терминации участвуют различные белковые факторы. [c.370] Функционально активные белки образуются в результате посттрансля-ционных модификаций полипептидных цепей. Эти модификации включают частичный протеолиз, реакции карбоксил ирования, фосфорилирования, иодирования, гидроксилирования, ацилирования и гликозилирования. Кроме того, для формирования нативных пространственных структур белков необходимо как образование дисульфидных связей внутри цепи, так и наличие белков — шаперонов, обеспечивающих правильную укладку полипептидных цепей (см. главу 1). При образовании сложных белков протекают процессы высокоспецифичного присоединения простетических групп. [c.371] Вернуться к основной статье