Шаблон образования белка

Рибонуклеиновые кислоты — полимерные молекулы, которые по своей структуре подобны ДНК. Отличительной особенностью РНК является то, что углеводной компонентой в них является О-рибофураноза, а место тимина занимает урацил. Последовательность оснований в скелете природных РНК еще не известна причем в противоположность ДНК, РНК состоят из простых поли-нуклеотидных цепей, в структуре которых последовательность пуриновых и пиримидиновых оснований варьируется в значительно меньшей степени, чем в нуклеотидном составе ДНК. В зависимости от характера выполняемых функций РНК делятся на три группы. Это прежде всего рибосомальные РНК, являющиеся основным компонентом клетки. Полагают, что рибосомальные РНК участвуют в создании клеточных образований — рибосом, однако их функция окончательно не выяснена. Информационные РНК являются как бы шаблонами в синтезе белка и составляют активную часть полирибосом. Так, характер синтезируемого белка зависит от последовательности оснований (А, Ц, У и Г) в полинуклеотидной цепи информационной РНК. Наконец, третья форма — растворимые РНК, являются как бы адаптором аминокислот, направляющим аминокислоты к специальным участкам (шаблонам) информационной РНК, осуществляющей синтез белка. Более детально биологическая роль ДНК и РНК обсуждается в специальных обзорах [21, 24]. [c.335]

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]

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]

Очень часто образование в организме животного антител рассматривают как процесс, ничего общего не имеющий с другими непрерывно протекающими в нормальном организме процессами. Однако образование антител связано с синтезом новых белковых молекул, и нет никаких оснований считать, что этот процесс заметно отличается от обычного процесса синтеза белка [58, 87]. Механизм образования белков в живых клетках будет обсуждаться ниже (см. гл. ХУП). Здесь же необходимо только отметить, что этот процесс протекает, повидимому, в две стадии [58] 1) образование копии растянутого белкового шаблона и 2) превращение двумерной копии в трехмерную глобулярную молекулу белка путем образования складок. Влияние антитела сказы- [c.341]

С этими данными [135—137] согласуется одна-единственная гипотеза, высказанная много лет назад и состоящая в том, что репродукция молекул белка может происходить только в том случае, если соответствующие реакции протекают в растянутых мономолекулярных пленках [133, 134]. Согласно этой гипотезе, образование пептидных цепей молекулы белка происходит в мо-номолекулярной пленке, растянутой на поверхности шаблона образование же складок и превращение двумерного пептидного слоя в трехмерную глобулу белка представляет собой вторичный процесс, происходящий в другом месте и отличающийся от процесса истинного синтеза пептидных цепей. [c.403]

Представление о шаблоне, на котором образуется негативный отпечаток, было использовано многими авторами для объяснения механизма образования различных белков [139, 140]. В частности, образование белков раковой ткани рассматривалось как следствие того, что в этой ткани шаблоны имеют ненормальное строение [142], обусловленное либо лежащими в одной плоскости кольцами канцерогенных веществ [141], либо их электронной структурой [143]. [c.404]

Белки тем или иным образом контролируют все метаболические процессы, в том числе реакции образования нуклеотидных предшественников нуклеиновых кислот и реакции, приводящие к полимеризации аминокислот и нуклеотидов. Таким образом, поток информации от ДНК к белкам представляет собой лишь часть большей петли метаболических процессов, причем сам процесс репликации ДНК происходит с высокой степенью точности. Поток генетической информации всегда направлен от ДНК в клетку, и копии с первичного шаблона передаются от поколения к поколению почти в неизменном виде. Простая концепция, выраженная уравнением (15-1), быстро привлекла к себе внимание ученого мира и привела к стремительному развитию биохимической генетики. [c.184]

Образование полипептидных цепей, протекающее в сопряжении с реакцией разрушения макроэргических связей, возможно в простых соединениях фосфора типа фосфатов железа. На этом этапе возникает особый механизм, в котором аминокислоты активируются и соединяются в прототип белка, причем постепенно формируется матрица (шаблон) для воспроизводства определенных сочетаний аминокислот. Матрица может быть белком или фосфорилированным сочетанием оснований и углево- [c.51]

Выдерживание атак, в свою очередь, может означать или повышенную прочность, или способность действовать на атакующие молекулы как катализатор. Повышенная прочность не составляет атрибута жизненно важных веществ, участвующих в процессах обмена и обновления. Наоборот, каталитические функции присущи огромному большинству (если не всем) белков. Вероятно, развитие белковых цепей шло таким путем, что каждое новое усложнение структуры соответствовало появлению новой каталитической функции, дающей возникшему веществу химические преимущества в борьбе с влияниями среды. Механизм работы ферментов основан на взаимодействии групп молекул субстрата и активных групп макромолекул фермента. Первоначальное представление о жесткой структуре активного центра биокатализатора сменилось воззрениями, основанными на работах Кошланда [10] для этих воззрений характерно допущение известной гибкости фрагментов активного центра. Фиксируясь на ферментном белке, субстрат изменяет строение белка и притом так, что активные группы, смещаясь на величину порядка ангстрема или более, располагаются относительно молекулы субстрата наиболее выгодным образом затем происходит собственно каталитический акт, завершающийся образованием продуктов реакции и восстановлением прежней геометрической структуры активного центра. Фермент, следовательно, действует не как шаблон, а скорее как маленькая машина. [c.173]

Это положение на первый взгляд противоречит представлению о том, что форма молекулы антитела геометрически дополняет форму молекулы антигена, а форма молекулы фермента дополняет форму молекулы субстрата. В гл. XIV, рассматривая соответствие между формой молекул антигена и антитела, мы указывали, что антиген в этом случае является шаблоном, а молекулы антитела его негативными отпечатками. Этот взгляд, подтверждаемый всеми имеющимися в настоящее время данными об образовании антител и реакции антиген—антитело, не противоречит, однако, предположению об образовании пептидных цепей белка в мономолекулярном слое. Легко можно допустить, что антиген играет роль шаблона в упомянутой вторичной реакции, а именно в процессе превращения растянутой двумерной пептидной пленки в трехмерную глобулярную молекулу антитела. В соответствии с этим форма молекулы антитела геометрически дополняет форму глобулярной молекулы антигена, а не форму его растянутой молекулярной пленки. Синтез антител представляет собой частный случай синтеза белков, и нет никаких оснований думать, что он чем-либо существенным [c.403]

Образование в организме белков и нуклегаовых к-т осуществляется по типу матричного синтеза, для к-рого необходима матрица, или шаблон ,-исходная полимерная молекула, к-рая предопределяет последовательность нуклеотидов (аминокислот) в синтезируемой копии (гипотеза о таком механизме синтеза биополимеров сформулирована в 1928 [c.110]

Автор полностью разделяет мнение Паулинга [144] о том, что все специфические биологические процессы обусловлены одними и теми же межмолекулярными силами, действие которых, в свою очередь, определяется -контактом атомов и процессом образования отпечатков. Развивая эту концепцию, автор постулирует, что первой ступенью синтеза белка является образование позитивного отпечатка с первичного шаблона, причем и шаблон и отпечаток представляют собой мономолекулярные пленки. Второй же ступенью является образование негативного глобулярного отпечатка, форма которого геометрически дополняет форму второго, также глобулярного шаблона. [c.404]

В целом, довольно правдоподобно выглядит версия, что первым репликатором была РНК. Эта гипотеза значительно выиграла бы, если бы мы могли собрать простую систему копирования в пробирке без использования белка. Для облегчения задачи мы могли бы начать с одной сформированной заранее нити РНК, имеющей несколько произвольную последовательность оснований, и попытаться создать ее комплементарную спутницу, доставив необходимые исходные материалы. Для проведения реакции нам обязательно понадобятся четыре их типа, а также химическая энергия в некоторой форме. Подобные эксперименты проводились до сих пор с довольно скромными успехами. Лучший по исполнению на сегодняшний день — это эксперимент, проведенный Лесли Оргелом и его коллегами, которые поли-Ц (полицитидиловую кислоту) в качестве шаблона (то есть РНК, каждое основание которой составляет цитозин) снабдили химически активированной формой Г, обычного комплемента Ц. В присутствии ионов цинка (Zn +) (ион, найденный во всех современных ферментах, которые полимеризируют нуклеиновую кислоту) Г медленно объединяются друг с другом в правильное соединение (называемое 3 -5 ) для образования поли-Г значительной длины. В инкубационной смеси можно обнаружить молекулы, насчитывающие 0 двадцати Г в ряд, а более длинные, вероятно, будут присутствовать в Количествах, не поддающихся современным методам обнаружения. Бо- [c.69]

Даже если все процедуры тщательно выполняются при стандартных условиях, образование геля может проходить по-разному в отдельных трубках из-за незначительных различий в их диаметрах, местных нарушений в процессе полимеризации, неравномерного выделения тепла и т. д. Поэтому сравнение двух белков путем электрофореза предпочтительно проводить в одном и том же геле при помощи так называемого метода расщепленного геля , впервые разработанного Кларком [236]. Прямоугольный шаблон плотно вставляют в трубку и осторожно вдавливают в разделяющий гель на глубину около I мм. В каждую половинку геля вносят пробу. Чтобы свести к минимуму перекрывание проб, шаблон не следует вынимать из геля до тех пор, пока видимая полоска, образующаяся при перемещении пробы в электрическом поле, не проникнет в гель примерно на I мм. [c.100]

Изучение явления кристаллизации помогает понять процесс образования белков, происходящий путем наложения аминокислот из раствора на аминокислоты растянутой пленки шаблона. Можно, правда, возразить на это, что в пленке белка, служащего шаблоном, содержатся только остатки аминокислот, связанные друг с другом в пептидных цепях и отличающиеся по своей форме от свободных аминокислот, находящихся в растворе. Это возражение не лишено основания. Однако следует учесть, что свободные аминокислоты и аминокислотные остатки в пептидтюй цепи идентичны по форме своих основных частей, как видно, например, из следующих формул [c.409]

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]

Земле. Согласно этой гипотезе, на поверхности частиц глины могло происходить образование полипептидов из отдельных аминокислот, растворенных в окружающей воде. Предполагается, что поверхность алюмосиликатных пластин может служить и шаблоном, и катализатором при,образовании длинных пептидных цепей или белков. Эта гипотеза исследовалась экспериментально (см. в работе [20]). Добавляя к раствору различных глинистых минералов небольшое количество аминокислоты (глицина),авторы проводили затем циклическую гидратацию и дегидратацию при одновременном периодическом изменении температуры. В контрольных экспериментах проводились циклы нагрева и охлаждения без изменения влажности. Было обнаружено, что наибольшее количество пептидов возникало в условиях, когда глина подвергалась периодическим изменениям и температуры, и влажности. На основании этих экспериментальных данных авторы предположили, что флуктуации температуры и влажности приводили к распределению и перераспределению аминокислот на поверхности частиц глины, что спосо твовало связыванию аминокислот в пептидные цепи. При добавлении воды освобождаются активные места на поверхности алюмосиликатных пластин, в которых происходит каталю при образовании пептидов из аминокислот. При повышении температуры вода испаряется и возникают новые места для катализа, доступные для других аминокислот, которые присоединяются к существующим цепям или образуют новые цепи. Поскольку в условиях древней Земли в воде присутствовало несколько сортов аминокислот, эти циклы флуктуирующей температуры и влажности могли привести к образованию сложных пептидов и предшественников больших белковых молекул. [c.61]

Каким же образом можно объяснить все эти факты Многие исследователи полагают, что в клетке содержится некая неизме-няющаяся структура, нечто вроде шаблона или матрицы, при помощи которой происходит синтез белка. Хотя никто никогда не наблюдал этого шаблона и нет никаких доказательств его существования, тем не менее мы все же вынуждены принять это объяснение, так как у нас нет в настоящее время иных способов объяснить постоянное образование одних и тех же специфических белков в каждой клетке. [c.401]

Трудно переоценить то влияние, которое оказали иммуноло- гические исследования азобелков и других белковых производных на теории образования антител, синтеза белка и его структуры. Вся концепция дополнительности структур основана на исключительно тонком определении серологической специфичности, вскрытой при помощи искусственно измененных антигенов. Это, в свою очередь, подтверждает идею об участии некоторых шаблонов в биосинтезе белка и о том, что специфичность белков обусловлена пространственно-химическими соотношениями. Однако было бы преждевременным детализировать эти концепции, которые описываются в последующих томах настоящего сборника. [c.356]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология