Механизм синтеза белков

Выяснение биологической роли нуклеиновых кислот как носителей наследственности, регуляторов синтеза белка создало основу для развития новой области науки — молекулярной биологии. Механизм синтеза белка в настоящее время вскрыт весьма подробно, однако обсуждение этих вопросов увело бы нас далеко за рамки данной книги. [c.647]

Механизм синтеза белка включает перенос информации от одной из цепей спирали ДНК к молекуле рибонуклеиновой кислоты (РНК), которая комплементарна данной цепи ДНК. Молекула РНК содержит сахар рибозу [c.460]

Одной из глобальных задач современной биологии и ее новейших разделов молекулярной биологии, биоорганической химии, физико-химической биологии—является выяснение молекулярных основ и тонких механизмов синтеза белка, содержащего сотни, а иногда и тысячи остатков L-амино-кислот. Последние располагаются, как это установлено, не хаотично, а в строго заданной последовательности, обеспечивая тем самым уникальность структуры синтезированной белковой молекулы, наделенной уникальной функцией. Другими словами, механизм синтеза должен обладать весьма тонкой и точной кодирующей системой, которая автоматически программирует включение каждого аминокислотного остатка в определенное место полипептидной цепи. Установлено, что кодирующая система однозначно определяет первичную структуру, в то время как вторичная и третичная структуры белковой молекулы определяются фи-зико-химическими свойствами и химической структурой радикалов аминокислот в полипептиде. [c.509]

Формы жизни, возникшие на белковой основе , были неустойчивыми из-за отсутствия системы передачи информации, использующей свойства нуклеиновых кислот, а генная жизнь не могла прогрессивно эволюционировать без участия белков, обладающих каталитическими свойствами. Как произошло возникновение формы жизни, в основе которой лежат белки и нуклеиновые кислоты, пока не известно. Ясно только, что встреча обоих типов соединений положила начало пути эволюции, на котором произошло формирование механизмов синтеза белка и нуклеиновых кислот и кодовых взаимодействий между обоими механизмами. [c.202]

Рентгеноструктурный анализ дает точные представления о пространственном расположении частей в огромных и очень сложных молекулах белков и ферментов, нуклеиновых кислот и других важнейших для жизни человека соединений (рис, 20). В верхней части модели видна темная дискообразная частица это гем, придающий соединению окраску. Буквой N обозначено положение Ы-концевой аминокислоты. Без таких представлений невозможно понять механизм действия ферментов механизм синтеза белков на нуклеиновых кислотах н другие важнейшие биологические (биохимические) функции. [c.53]

Есть основание думать, что потребности организма в аминокислотах должны в количественном отношении соответствовать аминокислотному составу синтезируемых белков. Так, например, отмечено близкое соответствие между потребностями в аминокислотах у крыс и цыплят и соотношением аминокислот в основных тканях тела этих животных [56—61]. Эти данные говорят о том, что совокупность механизмов синтеза белка, которыми располагает организм, обеспечивает эффективное использование имеющихся аминокислот. Изменения содержания аминокислот в пище не отражаются на аминокислотном составе белков тела крысы и цыпленка. Если аминокислоты вводятся с пищей в количестве, близком тому, которое необходимо для обеспечения синтеза белка, то содержание аминокислот в крови возрастает лишь незначительно введение аминокислот в избытке сопровождается повышением их содержания в крови [62]. [c.125]

Реакцию, в результате которой из аминокислот образуются белки, можно, вероятно, считать наиболее важной из всех обменных реакций, в которых участвуют аминокислоты. Об этом свидетельствует присутствие в белке больщинства природных аминокислот, а также огромное число данных о биологической роли самого белка. Между тем о механизме синтеза белков, осуществляемого почти всеми живыми клетками, известно очень мало. Опыты на животных различных видов с применением искусственных рационов ясно показали, что для осуществления синтеза белка должны быть налицо все необходимые аминокислоты. Это обстоятельство, а также недостаток сведений о последовательности аминокислот в пептидных цепях и о пространственном размещении последних в белках серьезно затрудняют дальнейшее продвижение. Тем не менее целый ряд искусных и остроумных подходов к этой проблеме позволил расширить наши познания в области синтеза пептидных связей некоторые из этих подходов обсуждаются ниже. [c.259]

К настоящему времени основные механизмы синтеза белка в организме уже не являются белым пятном молекулярной биологии. ДНК и РНК, которые (по крайней мере одна из них) входят в состав любого живого организма, играют в этих процессах решающую роль. ДНК содержит информацию наследственности. Отдельные участки длинной цепи ДНК содержат азотистые основания в определенной последовательности. Эти участки и являются носителями определенных наследственных признаков. В длинной цепи ДНК возможно очень большое число вариантов сочетания различных азотистых оснований и поэтому одна молекула ДНК может нести громадное количество самой разнообразной информации. Эти отдельные участки цепи ДНК, собственно, и являются генами , ответственными за тот или иной наследственный признак. [c.426]

К настоящему времени основные механизмы синтеза белка в организме уже не являются белым пятном молекулярной биологии. ДНК и РНК, которые (по крайней мере одна из них) входят в состав любого живого организма, играют в этих процессах решающую роль. ДНК содержит всю информацию наследственности. Отдельные участки [c.394]

Удивительной чертой биоэнергетики является необыкновенно широкое использование АТФ для покрытия расходов энергии, производимых организмов. АТФ обеспечивает энергией мышечную ткань. Когда спортсмен начинает бег, в его мышечной системе прежде всего расходуется АТФ. АТФ питает энергией механизмы синтеза белка (для соединения аминокислот в полипеп-тидную цепочку необходимы затраты энергии) АТФ отдает энергию даже для движений протоплазмы — недавно доказана ее роль в слабых, но закономерных потоках протоплазмы в клетке. [c.76]

В клетках существует общий механизм синтеза белка, и у-глобулин не исключение. Поэтому следует считать рибосомы клеток лимфатических узлов механизмом, синтезирующим у-гло-булин и содержащим соответствующие матрицы. А так как на матрицах всегда находится незавершенная продукция, т. е. незаконченные макромолекулы белков, то естественно было искать специфических реакций антител у самих рибосом. [c.505]

Прежде чем перейти к обсуждению вопросов, касающихся механизма синтеза белков, необходимо рассмотреть современные представления о физико-химическом состоянии белков в живой клетке. Одна часть этих белков находится в растворимом состоянии в клеточной жидкости, другая часть присутствует в структурных образованиях клетки, например в волокнах или гранулах [84]. [c.395]

Механизм синтеза белков [132] [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]

Выше, при обсуждении вопроса о механизме синтеза белков, мы говорили, с одной стороны, о роли белков как шаблонов для этого синтеза, с другой — о роли ферментов. Не нужно, однако, забывать, что ферменты также являются белками и что многие [c.414]

Основная цель всех изложенных выше рассуждений о механизме синтеза белков состояла в том, чтобы показать, что физико-химическое объяснение этого процесса возможно согласовать с современными представлениями из области физической химии и биологии. [c.415]

Следует также учитывать, что все незаменимые аминокислоты должны содержаться в белках пищи в определенных соотношениях, отвечающих потребностям данного организма. Если хотя бы одна аминокислота окажется в недостатке, то другие аминокислоты, оказавшиеся в избытке, не будут использоваться для синтеза белков (в соответствии с механизмом синтеза белков). В таких условиях для обеспечения дальнейшего синтеза белковых веществ и поддержания жизнедеятельности организма потребуется дополнительное количество пищевого или кормового белка, вследствие чего увеличивается расходование пищи или корма. Последнее особенно важно учитывать в животноводстве, так как несбалансированность кормовых белков по содержанию незаменимых аминокислот приводит к значительному перерасходу кормов н существенному повышению себестоимости животноводческой продукции. [c.257]

Наиболее удобным объектом для изучения регуляторных механизмов синтеза белков в клетке являются микроорганизмы. Ферментные белки, вырабатываемые ими, можно легко обнаружить по их специфической активности. [c.292]

Список антибиотиков, действующих на уровне рибосом, весьма велик [115, 116]. Он включает, в частности, соединения, сыгравшие важную роль при выяснении механизма синтеза белка. Хотя аминоглико-зидный антибиотик стрептомицин (дополнение 12-А), неомицины и ка-намицин содержат в своем составе одну общую структурную группу, тем не менее все они связываются с рибосомами по-разному. В результате своеобразного действия стрептомицина рибосомы начинают неправильно считывать код. При этом неправильно считывается главным образом первое основание кодона. Так, например, если использовать в качестве информационной РНК поли(и), то вместо обычного полифенилаланина образуется продукт, содержащий 40% изолейцина. [c.240]

В эти годы созданы новые физ.-хим. методы аиализа. Были заложены основы хроматографич. методов (М. С. Цвет, 1906). В 20-х гг. Т. Сведберг предложил использовать для седиментации белков ультрацентрифугу, вскоре этим методом был выделен ряд вирусов. В 30-х гг. А. Тизе-лиусом заложены основы электрофореза, в 1944 А. Мартином и др. создана распределит, хроматография, для определения структуры прир. соед. впервые стал использоваться рентгеноструктурный анализ (Д. Кроуфут-Ходжкин, 40-е гг.). Благодаря использованию физ.-хим. методов в 50-х гг. достигнуты крупные успехи в изучении двух важнейших классов биополимеров-белков и нуклеиновых к-т Э. Чар-гафф провел детальный хим. анализ нуклеиновых к-т, открыта двойная спираль ДНК (Дж. Уотсон и Ф. Крик, 1953), определена структура инсулина (Ф. Сенгер, 1953), одновременно осуществлен синтез пептидных гормонов -окситоцина и вазопрессина (Дю Виньо, 1953), открыт один из элементов пространственной структуры белков- спираль (Л. Полинг, 1951). В эти годы Р. Замечником открыты рибосомы, что послужило стимулом для изучения механизма синтеза белка. [c.292]

Недавние обширные биосинтетические исследования [40—43] указывают на то, что механизм образования пептидных антибиотиков резко отличается от механизма синтеза белка. Появился новый, нерибосомальный механизм соединения аминокислот, последовательность которых определяется белковым шаблоном, и он был подробно изучен на примере многих пептидных антибиотиков, включая грамицидин, тироцидин и бацитрацин. [c.296]

Главную долю (до 90%) РЖ составляет так называемая рибосомальная РНК, которая находится в рибосомах, разбросанных по всей протоплазме клетки. Она участвует в синтезе белка, прочно связана с ним и отделяется от белка с большим трудом. Именно здесь в рибосомах происходит ситез белка. Он идет с очень большой скоростью и за минуту одна клетка синтезирует несколько тысяч новых молекул белка. Человеческий ум глубоко проник в тайны биосинтеза белка в клетке, получил сведения об основах механизма, синтеза белка, о тех неблагоприятных последствиях жизни клетки, к которым приводит нарущение природных правил синтеза белка. Однако до полного познания структурно-энергетического механизма этого важнейшего природного процесса еще далеко. Основные открытия впереди. [c.734]

Рибосомы представляют собой сложную молекулярную машину ( фабрику ) синтеза белка. Для выяснения тонких механизмов синтеза белка в рибосомах необходимы более точные сведения о структуре и функциях всех компонентов рибосом. В последнее время получены данные, свидетельствующие о вероятной пространственной трехмерной структуре как целых рибосом, так и их субчастиц. В частности, выяснено, что форму и размеры 30S и 40S субчастиц рибосом предопределяют не белковые молекулы этих частиц, а третичная структура входящих в их состав 16S и 18S рРНК. Более того, по данным акад. A. . Спирина, для сохранения пространственной морфологической модели всей 30S субчастицы оказалось достаточным наличие только двух белков (из 21), содержащихся в определенных топографических участках молекулы 16S рРНК. [c.515]

Пенициллины не являются истинными ингибиторами синтеза белка, однако их антибактериальный эффект связан с торможением синтеза гексапептидов, входящих в состав клеточной стенки. Механизм их синтеза отличается от рибосомного механизма синтеза белка. Эритромицин и олеандомицин тормозят активность транслоказы в процессе трансляции, подобно циклогексимиду, исключительно в 80S рибосомах, т.е. тормозят синтез белка в клетках животных. [c.543]

Биохимические исследования давно привели к заключению, что синтезы таких специфических белков, как ферменты и т.д., контролируются шаблонами или матрицами, называемыми генами. Гены выполняют двойную функцию — воспроизведение собственной копии и обеспечение специфической структуры молекулы белка. Приведенные выше новые исследования, а также работы, направленные на изз ение размножения вирусов (см. Вирусы ), являются важным началом в познании химической природы генов. Большинство белков синтезируется в клеточной плазме в определенных полимеризационных центрах, называемых микросомами. Последние содержат только рибонуклеиновую кислоту и белки. Были открыты ферменты, связывающие аминокислоты с аденозинмонофосфорной кислотой с образованием смешанных ангидридов. Оказалось также, что эти ангидриды соединяются далее до входа в микросомы с рибонуклеиновой кислотой небольшого молекулярного веса, служащей, вероятно, переносчиком (М. Б. Хогланд 1956 г.). Таким образом, время выяснения механизма синтеза белков теперь кажется не очень далеким. [c.779]

В течение первой половины иашего столетия были открыты все аминокислоты, входящие в состав растительных белков, изучены возможные пути их превращений, определено содержание белков и небелковых соединений азота в различных растениях, а также влияние условий выращивания растений на количество белков в них. Были выделены и изучены многие ферменты, катализирующие обмен азотистых соединений, и выявлены некоторые факторы, оказывающие влияние на синтез белков. Однако до начала пятидесятых годов оставались невыясненными многие важнейшие процессы белкового обмена. К этому времени имелись скуднтме данные по аминокислотно1му составу растительных белков, не было надежных методов выделения индивидуальных белков, были получены лишь очень приближенные, зачастую противоречивые данные о скоростях синтеза, распада и обновления белков в растениях и оставалась невыясненной важнейшая проблема биохимии и биологии в целом— механизм синтеза белков. [c.286]

Что касается механизма синтеза белка из отдельных аминокислот, то здесь наши сведения отличаются крайней недостаточностью. Было высказано предположение о возможности осуществления этого синтеза также под влиянием протеиназ. Эта точка зрения основывается на примерах обратимости ферментативного действия. Из нее следует, что катепсины могут не только гидролизовать белок на аминокислоты, но и ресинтезировать из них белок. В выдающихся исследованиях А. Я- Данилевского эти представления были впервые сформулированы и обоснованы экспериментально. [c.326]

Тристрам [99] применил этот подход к некоторым другим белкам и заключил, что некоторые группы аминокислот распределяются в белках таким образом, что гистограммы последних носят характер одной или нескольких частично перекрывающихся кривых нормального распределения. Если такое распределение отражает какую-то природную закономерность, то это может указывать либо на то, что механизм синтеза белка более или менее одинаков для всех видов клеток, либо скорее на то, что механизмы синтеза избирательны и не допускают образования любых стереохимически возможных белков . [c.25]

Одна из трудностей при рассмотрении описанного выше механизма синтеза белка заключается в том, чтобы объяснить, каким образом аминокислоты находят путь к своему месту на РНК-матрице. Предполагается, что за правильное размещение аминокислот ответственна транспортная РНК. Аминокислоты при этом вначале активируются [возможно, путем фосфорилирования за счет трифос-форильной группы аденозинтрифосфата (АТФ см. разд. 18-9 и 20-11, А) под действием специального фермента], затем соединяются с соответствующими молекулами транспортной РНК, и, наконец, помещаются на нужное место на РНК-матрице. Эта последовательность операций суммирована на рис. 20-12. [c.144]

Рентгеноструктурный анализ дает точные представ. тения о пространственном расположении частей в огромны.х и очень сложных молекулах белков и фер.ментов, нуклештовых кислот и других важнейших для жизни человека соединений (рис. 15). Без таких представлений невозхюжно понять механизм действия ферментов , механизм синтеза белков на нуклеиновых кислотах и другие важнейшие биологические (биохимические) функции. [c.45]

ВОЗМОЖНОСТЬ изучать функции ядрышек. Ядрышко составляет до 35% обш ей массы ядра и содержит около 40% общего белка и 30% или более общей РНК ядра. Ранние радиоавто-графические исследования, проведенные Голдштейном и Мику [23], Вудсом [59] и другими, показали, что хотя ядрышко обладает некоторой способностью к синтезу РНК, большая часть ядерной РНК синтезируется в хроматине. Это заключение подтверждено результатами исследований биохимической активности изолированных ядрышек, которые обладают лишь ограниченной способностью к синтезу РНК [43]. В то же время ядрышко способно к синтезу белка и фактически именно в нем в основном и синтезируется ядерный белок [2, 3]. Одним из классов белков, синтезируемых в ядрышке, как указывалось выше, являются гистоны. По-видимому, механизм их синтеза сходен с описанным выше механизмом синтеза белка, в котором РНК декодируется рибосомами. Об этом свидетельствует тот факт, что синтез гистонов ингибируется пуромицином — специфическим ингибитором связанного с рибосомами синтеза белка, а также актиномицином D — специфическим ингибитором зависящего от ДНК синтеза РНК. Возможно, в ядрышке имеются рибосомы для сборки молекул гистона более детальная информация о природе механизма синтеза гистонов пока отсутствует. [c.40]

Строгое пространственное соответствие между молекулой субстрата и химическим рельефом молекулы фермента, выработанное ходом эволюции биокатализаторов, иллюстрирует возрастающую роль кодовых взаимоотношений в развитии форм жизни. Г. Кастлер [11] близко подошел к этой проблеме, указав, что в каждом процессе происходит взаимодействие объектов — передача информации, причем для узнавания объекта требуется не все количество информации, содержащееся в объекте, а лишь часть, которую Кастлер называет сигнатурой. Ферменты распознают субстрат при помощи набора аминокислот аминокислоты, ответственные за данную функцию фермента, и составляют его сигнатуру. Высокой степени совершенства кодовые процессы достигли в механизмах синтеза белка, т. е. в рибосомном аппарате. Относительно небольшие энергетические эффекты, связанные с синтезом пептидных цепей, отвечают коду необыкновенной сложности. [c.96]

До того как был выяснен в общих чертах механизм синтеза белков — основных структурных элементов жизни,— можно было, пожалуй, спорить о целесообразности очень сложных расчетов скоростей образования веществ в клетках с помощью статистических представлений и учета всевозможных осложнений. Но в настоящее время бесспорные данные о том, как образуются белки и нуклеиновые кислоты, не оставляют сомнений в относительно малой ценности упрощенных трактовок, построенных на аналогиях с хаотизированными коллективами. Развитие реальных динамических структур шло по пути постепенного вытеснения признаков хаоса и превращения самой структуры в некоторое подобие механизма, отличающегося необыкновенной точностью. -Поэтому обычные кинетические приемы годны только по отношению к небольшим участкам клетки и то при условии, что множество факторов стабилизировано во время измерений. [c.120]

Открытие Уотсона и Крика касается только двухтяжевых ну-клеиновых кислот. Вместе с тем в некоторых фагах были найдены однотяжевые ДНК, что следует хотя бы из того факта, что в этих макромолекулах содержание аденина не равно содержанию тими-на, а содержание гуанина — содержанию цитозина [1]. Существование РНК в однотяжевой форме общеизвестно [2]. Особый интерес представляет проблема конформаций тРНК— однотяжевых полинуклеотидов, состоящих из 75—85 мономерных единиц и играющих важнейшую роль в механизме синтеза белка на рибосоме [3]. Следовательно, вопрос о конформациях однотяжевых полинуклеотидов важен не только для понимания строения и функции обычных нуклеиновых кислот, но имеет и самостоятельное значение. [c.400]

После того как аминокислоты соединяются друг с другом в цепочку, образуется молекула белка. Каким путем происходит соединение моио.меров межд собой, что за силы при этом действуют, — пока не известно, но в обидих чертах механизм синтеза белка представляется в настоящее время таким, как мы его описали. [c.162]

Гистограммы (рис. 3), полученные в настоящее время, по крайней мере, для пятидесяти белков, показывают, что некоторые из выводов Бейли должны быть изменены. Нельзя считать случайным тот факт, что некоторые функциональные группы (аминокислотные остатки), повидимому, распределяются в белках таким образом, что соответствующие гистограммы представляют собой одну или несколько накладывающихся друг на друга нормальных кривых распределения. Это ясно видно из суммарного содержания лейцина и изолейцина, анионных и липотропных групп. Если такое распределение является отражением определенной закономерности, то оно может быть свидетельством в пользу того, что а) механизм синтеза белка является в известной степени общим для всех типов клеток и что б) такой механизм, Вероятно, обеспечивает избирательность и не допускает синтеза всех стереохимически возможных белков. [c.260]

Механизм синтеза белка. На протяжении многих лет полагали, что синтез белков в теле происходит под влиянием обратимого действия гидролитических ферментов, обусловливающих образование пептидных связей в противоположность их расщеплению, имеющему место при гидролизе. Механизм, посредством которого в тканях осуществляется надлежащий подбор аминокислот во вновь синтезируемом белке, все еще окончательно невыяснен. Но наши познания в этой области быстро развиваются. Предметом весьма напряженных исследований, проводимых в настоящее время, служат механизм синтеза белка, последовательность расположения аминокислот в белке и генетический код, ответственный за эту последовательность. [c.380]