Биосинтез белка. Транскрипция и трансляция
Привет! Продолжаем тему биосинтеза белка. В предыдущем посте мы говорили о том, что такое генетический код и какими свойствами он обладает. Если не читал первую часть, скорее читай (вот здесь) – и возвращайся сюда!
Ну а сегодня мы рассмотрим сам процесс биосинтеза: из каких этапов он состоит и как именно проходит. Поехали!
Биосинтез белка включает два этапа: транскрипцию и трансляцию. Оба этих этапа относятся к так называемому «матричному синтезу». Запомним определение:
Матричный синтез – это такой способ образования полимерных молекул (белков и нуклеиновых кислот), при котором их строение определяется строением матрицы (ДНК или иРНК).
Другими словами, матричный синтез – это создание копии наследственной информации, только на другом языке. К реакциям матричного типа относят репликацию ДНК, синтез РНК (всех видов) и биосинтез белка. Все они протекают при участии специальных катализаторов – ферментов.
Этап 1. Транскрипция
Транскрипция (от лат. transcription – «переписывание») – это процесс синтеза молекулы иРНК по матрице ДНК.
Стоп, а зачем копировать информацию, которая и так уже есть в молекуле ДНК? Дело в том, что синтез белка происходит в цитоплазме, но молекула ДНК слишком большая и не может проникнуть туда через ядерную мембрану. Зато её «миникопия» – иРНК – запросто может пройти в цитоплазму сквозь поры.
У эукариот процесс транскрипции происходит в ядре клетки под воздействием ферментов, главным из которых является транскриптаза.
А вот сейчас будет немножко сложно, так что читай внимательно!
Специальный фермент полимераза находит ген и начинает раскручивать участок спирали ДНК. Перемещаясь вдоль матричной цепи, полимераза строит другую цепь, нематричную – цепь информационной РНК (иРНК). Её ещё называют «смысловой» цепью.
При этом последовательность нуклеотидов цепи иРНК точно соответствует последовательности матричной цени ДНК, за одним лишь исключением: вместо тимина в иРНК содержится урацил (вспоминай недавний пост о нуклеотидах).
Цепь иРНК растёт по мере движения фермента и отходит от молекулы ДНК – при этом последняя закручивается обратно в спираль. Когда фермент доходит до стоп-кодона (то есть конца копирования участка ДНК), молекула РНК полностью отделяется от молекулы ДНК.
Процесс транскрипции закончен, но это ещё не всё. Молекуле иРНК теперь необходимо «созреть» – это называется процессинг. В ходе процессинга из молекулы иРНК удаляются интроны – некодирующие участки, которые не несут информации о структуре белка, а также происходит соединение экзонов – информационных участков.
Ну вот, молекула готова – теперь она транспортируется через ядерные поры в цитоплазму, чтобы принять участие в следующем этапе...
Этап 2. Трансляция
Трансляция (от лат. translatio – «перенос, перемещение») – это синтез полипептидных цепей белков, происходящий в рибосомах по матрице иРНК.
Другими словами, это перевод информации с языка нуклеотидов на язык аминокислот.
Транспортная РНК переносит необходимые аминокислоты к «месту сборки» – на рибосомы. Туда же подтягиваются и наши новенькие, только что синтезированные иРНК. Рибосома начинает скользить вдоль молекулы иРНК, выстраивая длинную полимерную белковую цепь из отдельных «кирпичиков» – аминокислот.
Если на одну и ту же молекулу иРНК «садятся» сразу несколько рибосом, то такую структуру называют «полисомой». Полисома позволяет синтезировать одновременно множество одинаковых белков, а значит, экономить драгоценное время.
Синтез белка завершается, когда на рибосоме оказывается один из «знаков препинания» (помнишь, о них мы говорили в первой части поста). Это так называемые «стоп-кодоны», или «бессмысленные кодоны», которые не шифруют ни одну аминокислоту, а служат сигналом об окончании синтеза белка.
Ну как, сложно? А ведь задачка на биосинтез может запросто попасться на ЕГЭ по биологии!
Чтобы не грызть ногти от страха накануне экзамена, лучше как следует разобрать эту тему на наших занятиях. Не тяни, присоединяйся! Жми сюда и регистрируйся на курс ;)