Матрица для биосинтеза белка

Но то синтетические полимеры. Часть биополимеров синтезируется в клетке отнюдь не по закону случая. Наиболее известный пример — белки. Сборка их поли-пептидных цепей происходит на рибонуклеиновой матрице, вследствие чего положение каждой аминокислоты строго детерминировано. Иначе быть не может — ошибка в положении даже одной аминокислоты — уже ЧП, как правило, с тяжелыми и нередко летальными последствиями для клетки. Поэтому белки могут быть получены в истинно индивидуальном состоянии (в том смысле, в котором это понятие применяют для низкомолекулярных веществ). Биосинтез полисахаридов протекает по совершенно иной схеме здесь нет матрицирования, структура и размер молекул управляются иными механизмами. Хотя в большинстве случаев мы мало знаем об зтих механизмах, нам известен результат их функционирования. А он принципиально отличен от результата биосинтеза белков. [c.39]

Само существование фиксированной первичной структуры у белковой цепи доказывает, что в клетке должна быть заложена программа построения этой структуры. Текст не может возникнуть в результате случайных встреч аминокислот — подобно типографскому тексту он должен набираться на некоторой матрице. Это понимал уже Кольцов задолго до открытия роли нуклеиновых кислот. Он считал, что роль матрицы, ответственной за синтез белка, играет также белок. Сейчас мы знаем, что матрицами служат молекулы ДНК и РНК. Для набора текста необходим генетический код. Матричный принцип биосинтеза белка является основным для молекулярной биологии и молекулярной биофизики. [c.262]

Поскольку конец продукта чаще всего не соответствует концу матрицы, на ней должен быть специальный сигнал, обеспечивающий прекращение роста цепи, т. е. терминацию. В предыдущем параграфе уже говорилось, что в случае биосинтеза белка такими сигналами являются специальные кодоны-терминаторы. [c.175]

КОНЦОМ растущей цепи, который в результате занимает участок отбора мономера. Кроме того, при правильном протекании процесса каждый кодирующий элемент должен участвовать в одном акте роста цепи и затем уступить свою роль непосредственно следующему за ним кодирующему элементу. Поэтому после присоединения мономера в участке связывания кодирующего элемента оказывается уже прочитанный фрагмент матрицы. Иными словами, система оказывается не готовой для следующего акта элонгации. Чтобы сделать его возможным, необходимо перемещение растущей цепи с освобождением участка отбора мономера и одновременно перемещение матрицы на один кодирующий элемент. Такое перемещение матрицы и продукта называется транслокацией. Таким образом, каждый акт элонгации складывается из трех основных элементов отбора мономера, химического превращения и транслокации. Фактически, по крайней мере в случае биосинтеза белков, элонгация является еще более сложным событием, требующим участия специальных белковых факторов и расходования энергии. Несколько подробнее этот вопрос рассмотрен в 5.6. [c.176]

ТРАНСЛЯЦИЯ ж. Биосинтез белка на матрице информационной РНК происходит в рибосомах. [c.445]

Мысль о том, что какой-то вид РНК несет генетическую информацию для биосинтеза белка, была первоначально высказана на основании того, что у эукариот почти вся ДНК сосредоточена в ядре, в то время как синтез белка протекает главным образом в цитоплазме на рибосомах. Следовательно, какая-то макромолекула, отличная от ДНК, должна переносить генетическую информацию от ядра к рибосомам. Логическим кандидатом на эту роль была РНК, поскольку ее обнаружили и в ядре, и в цитоплазме. Было также отмечено, что начало синтеза белка в клетке сопровождается увеличением содержания РНК в цитоплазме и увеличением скорости ее обновления. Эти и другие наблюдения привели Френсиса Крика к предположению (ставшему частью центральной догмы молекулярной генетики), что РНК вьшолняет функцию переноса генетической информации от ДНК к рибосомам, где происходит биосинтез белка. Позже, в 1961 г., Франсуа Жакоб и Жак Моно предложили название матричная РНК для той части клеточной РНК, которая переносит генетическую информацию от ДНК к рибосомам, т. е. к месту, где эти молекулы-переносчики служат матрицами для биосинтеза полипептидных цепей с определенной последовательностью аминокислот. [c.910]

На третьем этапе биосинтеза комплексные соединения р-РНК с аминокислотами переносятся на поверхность ы-РНК в рибосоме. Этот процесс совершается под действием особых ферментов переноса, содержащихся в растворимой фракции клеток и специфических для индивидуальных аминокислот. Детали этого этапа биосинтеза белков во многом еще остаются неясными, но полагают, что эти реакции идут следующим образом. и-РНК, содержащаяся в рибосоме, играет роль шаблона, матрицы, на поверхности которой синтезируется полипептидная цепь. Каждая молекула р-РНК, переносящая ту или иную аминокислоту, имеет в своей цепи особый адапторный участок, последовательность нуклеотидов в котором комплементарна к определенному участку ы-РНК- В связи с этим отдельные молекулы р-РНК вместе с аминокислотами присоединяются к строго определенным участкам и-РНК, в результате чего аминокислоты оказываются выстроенными в ряд на матрице. После этого, при участии соответствующих ферментов, связь между молекулами р-РНК и аминокислотами разрывается, аминокислоты под действием специфических синтезирующих ферментов соединяются между собой пептидными связями. Процесс образования пептидных связей требует затраты энергии, которая доставляется, вероятно, гуанозинтрифосфатом. Высвободившиеся молекулы р-РНК вновь соединяются с активированными аминокислотами. Таким образом, в результате третьего этапа биосинтеза белка в активной рибосоме образуется полипептидная цепь. [c.293]

Как мы видели в гл. 4, живые организмы хранят генетическую информацию в матрице ДНК. Установлено также, что под действием излучения (УФ-, рентгеновского и т. д.) или некоторых химических агентов в молекуле ДНК происходят мутации. Вследствие таких мутаций угасают жизненно важный биологические функции, изменяется последовательность аминокислот при биосинтезе белков и других природных соединений или даже возникают совершенно новые биологические системы. Все зависит от количества измененных генов и характера изменений в них., [c.261]

Биологическая роль РНК заключается в ее активном участии в процессе биосинтеза белка, который осуществляется несколькими типами РНК 1) рибосомными, входящими в состав рибосом, где протекает синтез 2) информационными, синтезирующимися на ДНК, как на матрице, и передающими от нее информацию о типе белка, подлежащего синтезу 3)растворимыми (транспортными), доставляющими аминокислоты к месту синтеза белка. [c.624]

Синтез белка осуществляется в клетках, состоящих из ядра и окружающей его цитоплазмы. Живую клетку сравнивают иногда с автоматически регулируемым химическим предприятием, вырабатывающим большой ассортимент различных веществ. Как и на промышленном предприятии, в клетке установлен строгий порядок. В ней имеются различные цехи , производящие необходимые полупродукты и продукты из поступающего сырья. Для этого клетка разделена полупроницаемыми перегородками на множество мельчайших отсеков. Каждый из химических процессов в клетке протекает в специально предназначенном для него отсеке и катализируется специфическим ферментом. Так, например, описанные выше окислительные реакции, в результате которых клетка получает необходимую энергию, происходят в митохондриях (небольших частицах цитоплазмы). Биосинтез белка не является в этом отношении исключением. Подготовительные стадии сложного процесса биосинтеза происходят в разных участках клетки, а завершающая стадия сборки аминокислот на специальной матрице (шаблоне), обеспечивающей нужную их последовательность [c.455]

В белковой молекуле, осуществляется на поверхности мельчайших частиц цитоплазмы — рибосом. Для того чтобы эта завершающая стадия могла осуществиться, на рибосоме должна находиться соответствующая матрица, обеспечивающая сборку нужного белка, а также к рибосоме должны постоянно доставляться необходимые аминокислоты. Каждая из стадий сложного процесса биосинтеза белка катализируется определенным ферментом. [c.456]

По современным представлениям, молекула ДНК служит первичной матрицей, или кодом первого порядка, в биосинтезе белка. На ней синтезируется молекула РНК, причем получается определенная последовательность пуриновых и пиримидиновых оснований, соответствующая последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК (комплементарное свойство). [c.93]

Когда при транскрипции РНК в качестве матрицы используется только одна цепь ДНК, складывается впечатление, что в процессе копирования одной цепи вторая — остается неактивной. Однако это не так. Показано, что синтезированная РНК в присутствии нативной ДНК стимулирует биосинтез белка в белоксинтезирующей системе, тогда как РНК, транскрибированная с денатурированной ДНК, подобного эффекта не дает. Отсюда следует, что нативная структура ДНК имеет решающее значение для синтеза биологически активной РНК. [c.39]

Огромную роль водородные связи играют в процессах редупликации и биосинтеза белка. Две нити двойной спирали ДНК удерживаются вместе водородными связями. В процессе редупликации эти связи разрываются. При транскрипции синтез РНК с использованием ДНК в качестве матрицы происходит также благодаря возникновению водородных связей. Оба процесса возможны потому, что водородные связи легко образуются и легко разрываются. [c.251]

Биосинтез белка — процесс образования новых молекул белка, протекает на рибосомах с участием нуклеиновых кислот в два основных этапа транскрипция — синтез в ядре информационной РНК на ДНК как матрице трансляция — перевод информации, закодированный в молекуле иРНК в последовательность аминокислотных остатков в молекуле белка (синтез белка на рибосомах). Буферная емкость — величина, характеризующая способность буферной системы связывать Н+ или ОН" и удерживать посто- [c.487]

Рибосомная РНК — главный компонент рибонуклеиновых кислот клетки. Эта РНК обнаружена в рибосомах клетки. г-РНК приписывается структурная роль. Матричная Р.НК выполняет роль матрицы при биосинтезе белка. Ее нередко называют информационной (и-РНК). По нуклеотидному составу ы-РНК соответствует ДНК клетки. Рибосомная же РНК по нуклеотидному составу отличается от ДНК той же клетки. [c.141]

Каким же образом записанная в ДНК генетическая информация передается из ядра к местам биосинтеза белка — рибосомам цитоплазмы 1 ак показали исследования, роль генов состоит не в непосредственном участии в синтезе белка, а в синтезе специальной переносящей информацию РНК, которая является копией ДНК. Этот процесс синтеза информационной РНК на генетической матрице ДНК называют транскрипцией, [c.13]

В структуре ДНК заложены видовые специфические признаки, которые определяют характер данной клетки и всего организма и передаются по наследству. ДНК является матрицей для синтеза РНК, а последние, в свою очередь, ответственны за биосинтез белка. [c.325]

Известно неск. типов РНК. Рибосомные рибонуклеиновые кислоты, связываясь с рибосомными белками, образуют рибосомы, в к-рых осуществляется синтез белка. Матричные рибонуклеиновые кислоты служат матрицами для синтеза белков (трансляции). тРНК осуществляют связывание соответствующей аминокислоты и ее перенос к рибосомам. Обнаружены т.наз. малые ядерные РНК, участвующие в превращ. первичных продуктов транскрипции в функционирующие молекулы т.наз. антисмысловые РНК участвуют в регуляции биосинтеза белка и репликации плазмидных ДНК. В виде РНК представлены геиомы мн. вирусов (РНК-содержащие вирусы), в к-рых матрицами для синтеза РНК служат вирусные РНК. Нек-рые РНК обладают ферментативной активностью, катализируя расщепление и образование фосфодиэфирных связей в своих собственных или др. молекулах РНК. [c.298]

Сходным образом осуществляется регуляция О.в. на уровне биосинтеза ферментов. При этом субстрат или продукт р-ции регулирует активность белкового репрессора, подавляющего транскрипцию (синтез матричной РНК на ДНК-матрице) соответствующего оперона (участок ДНК, кодирующий одну молекулу матричной РНК под контролем белка-репрессора). Примером регуляции при помощи положит. прямой связи может служить в данном случае управление расщеплением лактозы. Появление в среде лактозы инактивирует у бактерии Es heri hia oli соответствующий репрессор и тем самым разрешает транскрипцию оперона, кодирующего ферменты, катализирующие расщепление лактозы. Пример регуляции при помощи отрицат. обратной связи - управление биосинтезом гистидина. Избыток гистидина активирует репрессор, ингибирующий транскрипцию оперона, кодирующего ферменты биосинтеза гистидина. Если репрессор и белки, синтез к-рых он подавляет, кодируются одним опероном, то отрицат. обратная связь осуществляется без участия внеш. модуляторов активности репрессора. Аналогичным образом осуществляется регуляция биосинтеза белка на уровне трансляции (синтез белка ка РНК-матрице). Такой механизм регуляции позволяет синтезировать белок в строгом соответствии с потребностью в нем на данном этапе существования организма. [c.317]

ЭКСПРЕССИЯ ГЕНА, программируемый геномом процесс биосинтеза белков и(или) РНК. При синтезе белков Э. г. включает транскрипцию - синтез РНК с участием фермента РНК-полимеразы трансляцию - синтез белка на матричной рибонуклеиновой кислоте, осуществляемый в рибосомах, и (часто) посттрансляционную модификацию белков. Биосинтез РНК включает транскрипцию РНК на матрице ДНК, созревание и сплайсинг. Э. г. определяется регуляторными последовательностями ДНК регуляция осуществляется на всех стадиях процесса. Уровень Э. г. (кол-во синтезируемого белка или РНК) строго регулируется. Для одних генов допустимы вариации, иногда в значит, пределах, в то время как для других генов даже небольшие изменения кол-ва продукта в клетке запрещены. Нек-рые заболевания сопровождаются повышенным уровнем Э.Г. в клетках пораженных тканей, напр, определенных белков, в т. ч. онкогенов при онкологич. заболеваниях, антител при аутоиммунных заболеваниях. [c.413]

Согласно теории Ф. Жакоба и Ж. Моно, в биосинтезе белка у бактерий участвуют по крайней мере 3 типа генов структурные гены, ген-регулятор и ген-оператор. Структурные гены определяют первичную структуру синтезируемого белка. Именно эти гены в цепи ДНК являются основой для биосинтеза мРНК, которая затем поступает в рибосому и, как было указано, служит матрицей для биосинтеза белка. Регуляция синтеза белка путем индукции представлена на рис. 14.12. [c.535]

Транспортные и информационные РНК управляют биосинтезом белков. Как отмечалось выше, последовательность аминокислотных остатков в полипептидных цепях закодирована в ДНК. ДНК находится в ядре клетки. Однако пептидный синтез протекает вне ядра клетки в рибосомах. Это означает, что генетическая информация должна безошибочно передаваться от места ее хранения к месту синтеза. Для этого в ядре клетки на матрице ДНК при участии фермента РНК-полимеразы из рибонуклеозидфосфатов строятся информационные (матричные) РНК. На основе того факта, что спаренными друг с другом могут оказаться только комплементарные основания, информационная РНК содержит комплементарный код действующего как матрица тяжа ДНК. Таким путем информация транскрибируется [3.4.5]. Информационная РНК становится тем самым собственно матрицей для синтеза полипептидов, который протекает как второй этап процесса в рибосоме. Необходимые для этого а-аминокислоты могут попасть к матричной [c.666]

На ранних этапах исследований и обсуждений путей построения новых молекул ДНК и РНК по информатщи, содержащейся в последовательности нуклеотидов ДНК, а затем и построения новых полипептидных цепей по информации, содержащейся в молекулах информационной РНК, эти процессы сравнивали с получением отпечатков с типографских матриц. Поэтому запрограммированный с помощью нуклеиновых кислот процесс сборки новых цепей биополимеров называют матричным биосинтезом, а сами молекулы нуклеиновых кислот, используемые как программы в матричном биосинтезе,— матрицами. Как будет видно при рассмотрении конкретных биохимических механизмов биосинтеза белков и нуклеиновых кислот, этот термин не вполне удачен. [c.162]

На четвертом и последнем этапе биосинтеза белка полипептидная цепь из матрицы (рибосомы) высзобождается в цитоплазму. Механизм этого процесса до настоящего времени изучен слабо. Установлено, однако, что удаление пептидной цепи из рибосом требует затраты энергии и происходит лишь при наличии АТФ. Значительное влияние на этот процесс оказывает и ионный состав среды, в частности концентрация ионов магния [c.293]

На ДНК как на матрице может синтезироваться не только новая ДНК, но и РНК — процесс, направляемый ДНК-зависимой PH К-полимеразой. Репликация РНК на ДНК протекает по тем же законам, что и репликация ДНК, с той лишь разницей, что в молекуле РНК место Т занимает У. Синтез информационной РНК (мРНК, матричная РНК), последовательность оснований в которой комплементарна последовательности оснований в исходной молекуле ДНК, представляет собой первый этап в процессе биосинтеза белка. Этот этап называют транскрипцией. Процесс сборки примерно двадцати различных аминокислот в определенной последовательности при синтезе белковой молекулы называется трансляцией, так как в этом случае последовательность оснований мРНК транслируется в соответствующую последовательность аминокислот. Процесс трансляции осуществляется на рибосомах. Это рибонуклеопро-теидные частицы с молекулярной массой 2,7 млн., состоящие из двух субъединиц с молекулярной массой 0,9 и 1,8 млн. Несколько рибосом могут [c.69]

Время полужизни. Стабильность молекул РНК может варьировать в широких пределах. У высших организмов она в среднем намного выше, чем у бактерий. Такое различие, очевидно, частично обусловлено тем, что биосинтез белков у высших организмов протекает более медленно (при 37° в ретикулоцитах кролика за одну секунду включаются в белок 2 аминокислоты, а.у Е. oli — 100 аминокислот). Стабильность различных молекул тя-РНК может заметно варьировать даже в пределах одной и той же клетки. Молекулы РНК некоторых РНК-содер кащих фагов могут непосредственно выполнять роль /тг-РНК, не разрушаясь в течение жизненного цикла фага в зараженной бактериальной клетке (30—55 мин при 37°). У высших организмов т-РНК еще более стабильна. Активный цитоплазматический комплекс, состоящий из ге-РНК, рибосом и s-PHK, может, вероятно, функционировать непрерывно в течение нескольких дней в некоторых случаях синтез белка на стабильных РНК-матрицах происходит даже в отсутствие ядерной ДНК (эритроциты млекопитающих) и без сколько-нибудь заметного обновления РНК. [c.504]

Изучалось также влияние частичного дезаминирования полинуклеотидов на способность тРНК вступать в биохимические реакции а также на способность синтетических полинуклеотидов служить матрицей для ДНК-полимеразы или функционировать в бесклеточной системе биосинтеза белка Азотистая кислота является эффективным мутагеном. По современным представлениям (обзор — см. з), этот мутагенный эффект связан с дезаминированием остатков аденина и цитозина, так как продукты таких реакций — гипоксантин и урацил — способны образовывать комплементарные пары с цитозином и аденином. Дезаминирование же остатка гуанина приводит в основном к инактивации генетического материала. [c.421]

Для биосинтеза белков требуется присутствие не только ферментов и мономеров (аминокислот), но и матрицы (молекулы иРНК), задающей последовательность присоединения аминокислот к растущей цепи, а также специфического переносчика для активирования мономера и отбора его в соответствии с заданным кодом (тРНК). Реакция образования новой пептидной связи происходит на рибосоме и катализируется ферментом пептидилтрансферазой. Полипептидная цепь растет в направлении от N- к С-концу. [c.224]

В связи с этим был сформулирован так называемый принцип колиней-ности согласно которому последовательность оснований в цепи ДНК должна быть колинейна (соответствовать каким-либо способом) последовательности аминокислот в синтезируемых данной клеткой белках. Это положение, имеющее экспериментальное подтверждение, находилось в противоречии с другими опытными данными, свидетельствующими о том, что наиболее интенсивный синтез белка идет в рибосомах и связан с РНП (рибонуклеопротеидом) а таким о том, что удаление ядра из клетки не сразу обрывает биосинтез белка он идет еще некоторое время и лишь затем начинает затухать. Потребовалась длительная и кропотливая экспериментальная работа, чтобы прийти к выводу, который сейчас является общепринятым непосредственное влияние на синтез белка имеет РНК клетки, а ДНК ядра влияет на него опосредованно, путем создания шаблона (или матрицы), точно копирующего, повторяющего последовательность оснований ДНК. Роль матрицы выполняет особая клеточная РНК, получившая название информационной РНК (иРНК) [c.485]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология