Глава Синтез белка

Исключительная важность раздела Синтез белка для понимания и объяснения многих проявлений жизни побудила авторов выделить в самостоятельную главу эту стремительно развивающуюся ветвь биохимии белка. Широко освещена биохимия ряда органов и тканей человека. Вместе с тем не дается отдельно обмен воды и минеральных веществ, поскольку многие вопросы, касающиеся значения воды и роли минеральных веществ в процессе жизнедеятельности, освещены в разделах биохимии почек и мочи, печени, крови. [c.10]

Предполагают, что формирование активного центра фермента начинается уже на ранних этапах синтеза белка-фермента (см. главу 14) на рибосоме, когда линейная одномерная структура пептидной цепи превращается в трехмерное тело строго определенной конфигурации. Образовавшийся белок приобретает информацию совершенно нового типа, а именно функциональную (в частности, каталитическую). Любые воздействия, приводящие к денатурации, т.е. нарушению третичной структуры, приводят к искажению или разрушению структуры активного центра и соответственно потере ферментом каталитических свойств. Если при подходящих внешних условиях удается восстановить нативную трехмерную структуру белка-фермента (ренатурировать его), то восстанавливается и его каталитическая активность. Это было показано впервые на примере рибонуклеазы поджелудочной железы (см. рис. 1.13). [c.125]

Использование аминокислот в синтезе белка подробно рассмотрено в главе 14. [c.429]

Клетки живых организмов обладают способностью синтезировать огромное количество разнообразных белков. Однако они никогда не синтезируют все белки. Количество и разнообразие белков, в частности ферментов, определяются степенью их участия в метаболизме. Более того, интенсивность обмена регулируется скоростью синтеза белка и параллельно контролируется аллостерическим путем (см. главу 4). Таким образом, синтез белка регулируется внешними и внутренними факторами и условиями, которые диктуют клетке синтез такого количества белка и такого набора белков, которые необходимы для выполнения физиологических функций. Все это свидетельствует о весьма сложном, тонком и целесообразном механизме регуляции синтеза белка в клетке. [c.535]

Тесно связанный с предметом этой главы вопрос о синтезе белков из аминокислот рассматривается в гл. XXI. [c.421]

Нуклеиновые кислоты способны образовывать комплексы с некоторыми белками, обладающими основными свойствами, причем подобные комплексы ведут себя как функциональные единицы. ДНК обычно образует комплексы с протаминами и гисто-нами. Вирусы также можно считать комплексами ДНК или РНК с определенными белками. Размножение вирусов происходит только в живых клетках хозяина. Нуклеиновая кислота вируса определяет его наследственные свойства, а белковая оболочка — тип клеток, заражаемых данным вирусом. Например, вирус полиомиелита заражает только человека и обезьяну, но, выделив из него РНК, можно инфицировать ею также клетки мышей и куриных эмбрионов. В состав многих клеток входят рибосомы — частицы, состоящие из РНК и белка, которые играют важную роль в синтезе белков. Ниже мы остановимся на каждом из этих нуклеопротеидов подробнее, а в конце главы рассмотрим роль нуклеиновых кислот при синтезе белка. [c.357]

Синтез белка. О том, что аминокислоты соединяются между собой путем образования пептидных связей, уже говорилось в гл. 16. Вопрос о том, как регулируется последовательность аминокислот в молекуле белка, настолько важен, что ему будет посвящена отдельная глава. [c.403]

Структурные механизмы клетки, производящие синтез белка, обычно представляют собой высокоорганизованные макро-молекулярные системы, состоящие из пластинчатой сети мембран и частиц, богатых РНК. Природа этих структур описывается в главе VII. [c.93]

В предыдущих разделах данной главы были изложены немногочисленные имеющиеся данные относительно синтеза белков путем полимеризации и ферментативной конденсации. В некоторой степени был также освещен вопрос о месте синтеза белков в клетках и о связи этого процесса с другими процессами обмена. Результаты проведенных до настоящего времени исследований могут быть суммированы в следующих положениях. [c.401]

Этих данных, конечно, совершенно недостаточно для построения более или менее обоснованной теории механизма синтеза белков. Самое большее, что мы в настоящее время в состоянии сделать, это высказать только некоторые предположения по этому вопросу и рассмотреть, в какой степени эти предположения соответствуют современным данным о физико-химических свойствах белков. Основным вопросом всей проблемы синтеза белков является вопрос о том, каким образом в организме образуются белки, обладающие высокой специфичностью. В предыдущих главах данной книги неоднократно подчеркивалось, что каждый вид животных имеет свои специфичные белки и что белки многих органов тоже обладают определенной специфичностью, которая отличает их от белков других органов того же животного. Специфичность белков определяется их аминокислотным составом, порядком расположения аминокислот в пептидной цепи и специфической формой скрученных пептидных цепей. [c.401]

Согласно изложенным выше представлениям, аминокислоты, отложившиеся на поверхности шаблона, образуют затем пептидную цепь. Этот процесс является ферментативным, однако нет никаких доказательств того, что в нем принимают участие специфические ферменты, и, следовательно, нет необходимости постулировать наличие таких специфических ферментов. Протеолитические ферменты, выделенные из органов, не являются специфическими, так как они катализируют гидролиз самых различных белков животного и растительного происхождения. Эти же ферменты могут катализировать и процесс синтеза пептидов из аминокислот, что было убедительно показано Бергманом и его сотрудниками [18, 20]. В предыдущих разделах данной главы уже указывалось, что синтез белков нельзя рассматривать просто как процесс, обратный их расщеплению, и что промежуточные реакции синтеза могут протекать иначе, чем соответствующие гидролитические реакции. Наиболее важным моментом является то, что мы не имеем решительно никаких доказательств специфичности ферментов, участвующих как в гидролизе, так и в синтезе белка. Специфичность образующегося белка можно вполне удовлетворительно объяснить специфической адсорбцией аминокислот на поверхности шаблона. [c.410]

Функции ферментов исключительно разнообразны. С ними связаны все превращения живой материи, от них зависит распад одних веществ в организме и образование новых. Переваривание и усвоение пищевых продуктов, прежде всего белков, жиров, углеводов, невозможно без участия ферментных систем. С другой стороны, синтез белков, нуклеиновых кислот, липидов, гормонов и других веществ в организме также представляет собой совокупность ферментативных реакций. Все функциональные проявления живого организма — дыхание, двигательные движения, нервно-психическая деятельность, размножение и т. д. — непосредственно связаны с работой соответствующих ферментных систем. Ферменты ответственны и за такие функции, как транспорт различных веществ и ионов через биологические мембраны. Совокупность ферментативных реакций, строго локализованных в пространстве и происходящих в определенный интервал времени, и составляет существо то(Го, что мы называем жизнедеятельностью, жизнью. Именно в этом глубокий смысл изречения Фридриха Энгельса, приведенного в эпиграфе к этой глав [c.33]

Первый этап синтеза белка - транскрипция - осуществляется в клеточном ядре с использованием ДНК как источника генетической информации. Генетическая (наследственная) информация обусловливает порядок расположения аминокислот в полипептидных цепях синтезируемого белка. Эта информация закодирована строгой последовательностью азотистых оснований мононуклеотидов в молекуле ДНК. Каждая аминокислота кодируется сочетанием трех азотистых оснований, называемым кодоном, или триплетом. Участок молекулы ДНК, содержащий информацию об определенном белке, получил название ген . На этом участке ДНК во время транскрипции по принципу комплементарности синтезируется информационная РНК (иРНК), (см. главу 7 Обмен нуклеиновых кислот ). Эта нуклеиновая кислота представляет собой копию соответствующего гена. Следовательно, иРНК содержит информацию о строении белка, закодированного в данном гене. Образовавшаяся иРНК выходит из ядра и поступает в цитоплазму. [c.70]

Очень низкая частота возникновения мутаций Str -Str объясняется, по-видимому, причиной, в корне противоположной рассмотренным причинам молчащих мутаций. Ранее указывалось, что гены, при мутировании которых возникает фенотип Str , контролируют образование компонентов, обеспечивающих синтез белков, и, следовательно, контролируют незаменимую функцию в том смысле, как это обсуждалось в предыдущей главе. Легко можно понять, что любая мутация, приводящая к утрате незаменимой функции, является летальной. Клетка, которая не может нормально осуществлять процесс сборки полипептидных цепей, неизбежно погибнет, и ее нельзя спасти добавлением в среду каких-либо факторов роста. Поэтому, чтобы клетка приобрела мутантный признак Str , требуется не утрата, а изменение функции белка, контролируемого затронутым мутацией геном. Это изменение белка должно не только сохранить незаменимую функцию, но и сделать ее нечувствительной к воздействию стрептомицина, который подавляет эту функцию в клетках дикого типа. По-видимому, к таким изменениям третичной и четвертичной структуры, которые удовлетворяют этому жесткому функциональному критерию, приводят лишь очень немногие из всех возможных изменений первичной структуры полипептидной цепи. Поэтому не удивительно, что частота возникновения мутаций, изменяющих функцию, намного ниже частоты возникновения мутаций, приводящих к утрате функции,. i [c.153]

Как было отмечено ранее, РНК выполняет роль переносчика информации от молекул ДНК к местам синтеза белков в клетке — рибосомам. Все типы РНК участвуют в биосинтезе белков, но их функции в данных процессах различны (см. главу 12). Переход потока наследственной информации от генотипа к фенотипу в живой клетке представляют с помощью классической схемы [c.355]

Наследственным или генетическим материалом всех организмов является ДНК, в которой в форме генетического кода зашифрована информация о всех белках организма. Передача и реализация фенотипической информации о синтезе белков осуществляется в результате транскрипции и трансляции. Такой путь передачи информации (ДНК РНК Белок) получил название центральной догмы биологии (см. главу 11). [c.539]

Глава 9 ИНФОРМАЦИОННАЯ РНК В КАЧЕСТВЕ МАТРИЦЫ ДЛЯ СИНТЕЗА БЕЛКА [c.115]

В главах 10-17 мы рассматривали способы действия генов-то, как генетическая информация, присутствующая в зиготе, направляет развитие организма и определяет его фенотип. Синтез белка, кодируемого структурным геном, и проявление признака обычно разделены длительной последовательностью процессов. Конечный результат фенотипического проявления гена зависит как от условий среды, так и от действия других генов. На действие гена оказывают влияние не только регуля- [c.334]

Цель этой главы — кратко описать механизм синтеза белка, т. е. те процессы метаболизма, которые обеспечивают трансляцию последовательности оснований ДНК в соответствующие аминокислотные последовательности белков. [c.32]

Тот же самый принцип активации карбоксильной группы используется н в синтезе белков in vivo. Карбоксильная группа аминокислоты активируется, реагируя с АТР с промежуточным образованием ангидрида. Однако следующая стадия не сводится просто к атаке такого ангидрида второй аминокислотой, поскольку синтез белков включает строго определенное последовательное присоединение многих (до нескольких сотен) аминокислот. Матрица, или организующая поверхность , должна участвовать в этом процессе для того, чтобы обеспечить правильную последовательность белковой молекулы. Макромолекулой, выполняющей функцию такой матрицы, является полинуклеотидтранс-портная рибонуклеиновая кислота (тРНК) строение полинуклеотидов описано в следующей главе. [c.56]

Химический синтез пептидов чрезвычайно важен, тем более что разработанные для этого методы могут быть применены также для синтеза белков. Между первым получением пептида Фишером и Фурне (глицилгли-цин, 1901 г.) и автоматическим синтезом полипептидов и белков в наше время лежит три четверти века интенсивного развития органической химии. Разработаны многочисленные методы направленного синтеза пептидов. Важнейшие из этих методов рассмотрены в этой главе (наряду с методами защиты амино- и карбоксильных групп и функций боковых цепей). Обсуждаются также проблемы рацемизации, стратегии и тактики пептидного синтеза, принципы образования циклических пептидов. В конце главы помещен обстоятельный обзор важнейших пептидов, встречающихся в природе, причем наряду с описанием соединений и получением их с помощью химического синтеза уделяется внимание связи строения и действия. [c.92]

Известно, что эффект стероидных гормонов реализуется через генетический аппарат путем изменения экспрессии генов. Гормон после доставки с белками крови в клетку проникает (путем диффузии) через плазматическую мембрану и далее через ядерную мембрану и связывается с внутриядерным рецептором-белком. Комплекс стероид-белок затем связывается с регуляторной областью ДНК, с так называемыми гормончувствительны-ми элементами, способствуя транскрипции соответствующих структурных генов, индукции синтеза белка de novo (см. главу 14) и изменению метаболизма клетки в ответ на гормональный сигнал. [c.297]

Нуклеиновые кислоты составляют существенную небелковую часть сложного класса органических веществ, получивших название нуклеопротеинов (см. главу 2) последние являются основой наследственного аппарата клетки хромосом. Белковые компоненты нуклеопротеинов подвергаются многообразным превращениям, аналогичным метаболизму белков и продуктов их распада—аминокислот, подробно рассмотренному в главе 12. О нуклеиновых кислотах, их структуре и функциях в живых организмах в последнее время накоплен огромный фактический материал, подробно рассмотренный в ряде специальных руководств и монографий. Помимо уникальной роли нуклеиновых кислот в хранении и реализации наследственной информации, промежуточные продукты их обмена, в частности MOHO-, ди- и трифосфатнуклеозиды, выполняют важные регуляторные функции, контролируя биоэнергетику клетки и скорость метаболических процессов. В то же время нуклеиновые кислоты не являются незаменимыми пищевыми факторами и не играют существенной роли в качестве энергетического материала. Далее детально рассматриваются (помимо краткого изложения вопросов переваривания) проблемы метаболизма нуклеиновых кислот и их производных, в частности пути биосинтеза и распада пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, современные представления о биогенезе ДНК и РНК и их роли в синтезе белка. [c.469]

Известно, что рРНК образуется из общего предшественника всех типов клеточных РНК, в свою очередь синтезирующегося на матрице ДНК в ядре (см. главу 13). Рибосомные белки имеют цитоплазматическое происхождение, затем они транспортируются в ядрышки, где и происходит спонтанное образование рибосомных субчастиц путем объединения белков с соответствующими рРНК. Объединенные субчастицы вместе или врозь транспортируются через поры ядерной мембраны обратно в цитоплазму, где группа рибосом вместе с мРНК образует полисомы или полирибосомы, принимающие непосредственное участие в синтезе белка. [c.515]

В главе VIII мы еще вернемся к обсуждению деталей синтеза белков. [c.113]

Открытие витамина В12, как было уже упомянуто в главе о микроэлементах, связано с изучением причин возникновения анемии скота в определенных местностях, почва которых содержала недостаточное количество кобальта. Изучение свойств ци-анкобаламина показало, что этот витамин необходим для нормального течения процессов кроветворения. Ряд биологических процессов катализируется производными витамина В12 существует целая группа соединений, сходных с ним по общему типу строения молекулы и называемых кобамидными ферментами они ускоряют процессы изомеризации аминокислот (например, перестройку глутаминовой кислоты в аспарагиновую кислоту), метилирование аминокислот, синтез пуриновых и пиримидиновых оснований, синтез белка, обмен углеводов. Большое число реакций, управляемых соединениями кобальта, делает эти комплексы жизненно важными. Сам по себе витамин В12 не является коферментом функции коферментов выполняют кобамидные коферменты, причем образование этих производных из витамина В12 идет через несколько стадий, в которых участвуют коферменты ФАД и НАД В конечном продукте вместо группы СЫ содержится дезоксиаденозил [c.133]

В 1965 г. группе американских ученых во главе с Р. Холли удалось установить полную гюследовательность нуклеотидов в одной из самых низкомолекулярных растворимых РНК — транспортной РНК аланина. Транспортные РНК служат для связывания аминокислот и доставки их в рибосомы, где производится синтез белка сшиванием аминокислот в последовательпости, определяемой кодом ДНК ядра клетки, передаваемым в рибосому матричной (информационной) РНК. Каждой аминокислоте соответствует своя транспортная РНК. Мы считаем полезным вкратце изложить работу по расшифровке транспортной РНК аланина в такой мере, чтобы дать понятие о методе полного установления последовательности нуклеотидов в нуклеиновой кислоте. При этом мы будем пользоваться сокращенными обозначениями, примененными авторами этой замечательной работы [c.679]

Одно из центральных мест принадлежит фосфорной кислоте в процессах аэробного дыхания и фотосинтеза. Речь идет о процессах окислительного и фотосинтетического фосфорилирования, которые подробно разбирались в главах Дыхание и Фотосинтез . Именно этим и определяется влияние фосфора на общий уровень метаболитической активности тканей растения, на активность синтетических процессов и, в частности, на синтез белков. На рис. 125 дана схема, иллюстрирующая современные представления о роли фосфора в энергетическом обмене. [c.414]

Однако, как только эта гипотеза была сформулирована, стало очевидно, что ее трудно совместить с данными, полученными С. Коэном в 1948 г. при исследовании метаболизма фагового роста. Как мы видели в главе XI, белки, образующиеся при заражении Е. oli Т-четными фагами, существенно отличаются от белков, синтезировавшихся ранее в не-зараженной клетке. Поэтому по гипотезе один ген — одна рибосома — один белок после фаговой инфекции следовало ожидать резкого усиления синтеза рибосомной РНК для обеспечения будущего синтеза полипептидных цепей, закодированных в фаговой ДНК. Коэн же обнаружил вопреки этому предсказанию, что при заражении клеток Е. соН фагом Т2 суммарный синтез РНК, а следовательно, и рибосом не только не увеличивается, а, наоборот, прекращается. Следовательно, синтез новых типов рибосом не яляется условием, необходимым для синтеза новых типов белков. [c.390]

Температурочувствительные мутации широко используются и в генетике бактерий. Необходимые для нормального существования (существенные) гены, которые невозможно выявить посредством ауксотрофных мутаций, обычно могут быть идентифицированы с помощью температурочувствительных мутаций. Примерами жизненноважных функций могут служить функции, связанные с синтезом белков или нуклеиновых кислот из молекул-предшественников-аминокислот или нуклеотидов (подробное обсуждение мутаций, затрагивающих синтез ДНК, содержится в главе 13). [c.229]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология