Любая живая клетка талантлива синтезировать белки, и эта Возможность представляет одно из наиболее главных и характерных ее свойств. С особой энергией шагает биосинтез белков в промежуток роста и развития клеток. В это время активно синтезируются белки Ради построения клеточных органоидов, мембран. Синтезируются ферменты. Биосинтез белков шагает интенсивно и во многих старших, т. е. закончивших рост и развитие, клетках, например в клетках пищеварительных желез, синтезирующих белки-ферменты (пепсин, трипсин), или в клетках желез внутренней секреции, синтезирующих белки-гормоны (инсулин, тироксин). возможность к синтезу белков присуща не только вырастающим или секреторным клеткам: любая клетка в движение всей жизни постоянно синтезирует белки, так как в Шаге Здоровой жизнедеятельности молекулы белков постепенно денатурируются, структура и функции их нарушаются. Такие прибывшие в негодность молекулы белков удаляются из клетки. Взамен синтезируются новоиспеченные полноценные молекулы, в итоге состав и работа клетки не нарушаются. возможность к синтезу белка передается по наследству от клетки к клетке и сохраняется ею в движение всей жизни.

Основная роль в определении структуры белков принадлежит ДНК. Сами ДНК непосредственного участия в синтезе не принимают. ДНК помещается в ядре клетки, а синтез белков проистекает в рибосомах, лежащих в цитоплазме. В ДНК только помещается и хранится информация о структуре белков.

На долгой нити ДНК следует одна за иной запись информации о составе первичных структур различных белков. Отрезок ДНК, содержащий информацию о структуре одного белка, Величают геном. Молекула ДНК представляет собрание немногих сот генов.

Чтобы разобраться в том, каким ликом структура ДНК определяет структуру белка, приведем такой образец. Многие предполагают об азбуке Морзе, при Поддержки которой передают сигналы и телеграммы. По азбуке Морзе все буквы алфавита обозначены сочетаниями малых и долгих сигналов - крапинкам и тире. Буква А обозначается .--, Б -- --. и т. д. Собрание относительных обозначений Величают кодом или шифром. Азбука Морзе представляет собой образец кода. приобретя телеграфную ленту с крапинками и тире, знающий код Морзе легко расшифрует написанное.

Макромолекула ДНК, состоящая из немногих тысяч последовательно размещенных четырех видов нуклеотидов, представляет собой код, определяющий структуру ряда молекул белка. Так же как в коде Морзе Всякой букве Подходит определенное сочетание крапинок и тире, так и в коде ДНК Всякой аминокислоте Подходит определенное сочетание крапинок и тире, так и в коде ДНК Всякой аминокислоте Подходит определенное сочетание последовательно связанных нуклеотидов.

Код ДНК получилось расшифровать почти полностью. суть кода ДНК состоит в Предыдущем. всякой аминокислоте Подходит Двор цепи ДНК из трех рядом состоящих нуклеотидов. Например, Двор Т-Т-Т Подходит аминокислоте лизину, отрезок А-Ц-А - цистеину, Ц-А-А - валину и. т. д. Допустим, что в гене нуклеотиды следуют в таком распорядке:

А-Ц-А-Т-Т-Т-А-А-Ц-Ц-А-А-Г-Г-Г

Разбив этот ряд на тройки (триплеты), мы сразу расшифруем, какие аминокислоты и в каком распорядке следуют в молекуле белка: А-Ц-А - цистеин; Т-Т-Т - лизин; А-А-Ц - лейцин; Ц-А-А - валин; Г-Г-Г - пролин. В коде Морзе всего два Намека. ради обозначения всех букв, всех цифр и Намеков препинания приходится Держать на некоторые буквы или цифры до 5 Намеков. Код ДНК проще. Различных нуклеотидов 4. Количество достижимых комбинаций из 4 элементов по 3 равно 64. Различных аминокислот всего 20. Таким ликом, Разных триплетов нуклеотидов с излишком хватает Ради кодирования всех аминокислот.

Транскрипция. ради синтеза белка в рибосомы должна быть доставлена программа синтеза, т. е. информация о структуре белка, записанная и хранящаяся в ДНК. ради синтеза белка в рибосомы направляются истинные копии этой информации. Это осуществляется с Поддержкой РНК, которые синтезируются на ДНК и точно копируют ее структуру. Очередность нуклеотидов РНК точно повторяется очередность в одной из цепей гена. Таким ликом, информация, помещающаяся в структуре данного гена, как бы переписывается на РНК. Этот процесс Величают транскрипцией (лат. \"транскрипция\" - переписывание). С Всякого гена можно снять любое количество копий РНК. Эти РНК, несущие в рибосомы информацию о составе белков, Величают информационными (и-РНК).

ради того чтобы осознать, каким ликом состав и очередность Положения нуклеотидов в гене умеют быть \"переписаны\" на РНК, вспомним принцип комплементарности, на основании которого построена двухспиральная молекула ДНК. Нуклеотиды одной цепи объясняют нрав противолежащих нуклеотидов иной цепи. Если на одной цепи находится А, то на том же уровне иной цепи Висит Т, а против Г всегда находится Ц. Иных комбинаций не случается. Принцип комплементарности Влияет и при синтезе информационной РНК.

Против Всякого нуклеотида одной из цепей ДНК встает комплементарный к нему нуклеотид информационной РНК (в РНК вместо тимидилового нуклеотида (Т) присутствует уридиловый нуклеотид (У). Таким ликом, против Г днк встает Ц рнк, против А днк - У рнк, против Т днк - А рнк. В итоге образующаяся цепочка РНК по составу и очередности своих нуклеотидов представляет собой истинную копию состава и очередности нуклеотидов одной из цепей ДНК. Молекулы информационной РНК направляются к помещению, где проистекает синтез белка, т. е. к рибосомам. Туда же шагает из цитоплазмы поток материала, из которого строится белок, т. е. аминокислоты. В цитоплазме клеток всегда имеются аминокислоты, образующиеся в итоге расщепления белков пищи.

Машинные РНК. Аминокислоты попадают в рибосому не самостоятельно, а в сопровождении машинных РНК (т-РНК). Молекулы т-РНК малы - они состоят всего из 70-80 нуклеотидных звеньев. Их состав и очередность Ради некоторых т-РНК уже установлены полностью. При этом выяснилось, что в ряде помещений цепочки т-РНК обнаруживаются 4-7 нуклеотидных звеньев, комплементарных приятель приятелю. Наличие комплементарных очередностей в молекуле приводит к тому, что эти Дворы при достаточном сближении слипаются приятель с приятелем благодаря Воспитанию водородных связей между комплементарными нуклеотидами. В итоге появляется мудреная петлистая структура, подсказывающая по форме листок клевера. К одному из концов молекулы т-РНК примыкает аминокислота (Д), а в вершине \"листка клевера\" находится триплет нуклеотидов (Е), который Подходит по коду данной аминокислоте. Так как живет не менее 20 Разных аминокислот, то, очевидно, имеется не менее 20 Разных т-РНК: на Всякую аминокислоту - своя т-РНК.

Реакция матричного синтеза. В живых системах мы Видимся с новым типом реакций, наподобие редупликации ДНК, или реакцией синтеза РНК. Такие реакции Анонимны в неживой природе. Их Величают реакциями матричного синтеза.

Термином \"матрица\" в технике означают форму, употребляемую Ради отливки монет, медалей, типографского шрифта: затвердевший металл в точности воспроизводит все детали формы, прислуживавшей Ради отливки. Матричный синтез подсказывает отливку на матрице: новоиспеченные молекулы синтезируются в истинном соотношении с планом, заложенным в структуре уже живущих молекул. Матричный принцип Находится в основе главнейших синтетических реакций клетки, таких, как синтез нуклеиновых кислот и белков. В этих реакциях обеспечивается истинная, строго специфичная очередность мономерных звеньев в синтезируемых полимерах. Здесь проистекает направленное стягивание мономеров в определенное помещение клетки - на молекулы, служащие матрицей, где реакция протекает. Если бы такие реакции проистекали в итоге Непроизвольного столкновения молекул, они протекали бы бесконечно медленно. Синтез мудреных молекул на основе матричного принципа осуществляется скоро и точно.

Роль матрицы в матричных реакциях играют макромолекулы нуклеиновых кислот ДНК или РНК. Мономерные молекулы, из которых синтезируется полимер, - нуклеотиды или аминокислоты - в соотношении с принципом комплементарности располагаются и фиксируются на матрице в строго определенном, заданном распорядке. Затем проистекает \"сшивание\" мономерных звеньев в полимерную цепь, и готовый полимер сбрасывается с матрицы. После этого матрица готова к сборке новоиспеченной полимерной молекулы. Понятно, что как на данной форме может производиться отливка только какой-то одной монеты, одной буквы, так и на данной матричной молекуле может шагать \"сборка\" только какого-то одного полимера.

Матричный тип реакций - специфическая особенность химизма живых Конструкций. Они показываются основой фундаментального свойства всего живого - его Возможности к Подражанию себе похожего.

Трансляция. Информация о структуре белка, записанная в и-РНК в виде очередности нуклеотидов, переносится далее в виде очередности аминокислот в синтезируемой полипептидной цепи. Этот процесс Величают трансляцией. ради того чтобы разобраться в том, как в рибосомах проистекает трансляция, т. е. перевод информации с говора нуклеиновых кислот на говор белков, обратимся к рисунку. Рибосомы на рисунке изображены в виде яйцевидных тел, унизывающих и-РНК с левого конца и затевает синтез белка. По мере сборки белковой молекулы рибосома ползет по и-РНК. Когда рибосома продвинется вперед на 50-100 А, с того же конца на и-РНК заходит Первая рибосома, которая, как и Первая, затевает синтез и Едет вслед за второй рибосомой. Затем на и-РНК вступает третья рибосома, четвертая и т. д. Все они завершают одну и ту же Деятельность: Всякая синтезирует один и тот же белок, запрограммированный на данной и-РНК. Чем дальнее вправо продвинулась рибосома по и-РНК, тем больший отрезок белковой молекулы \"собран\". Когда рибосома добивается правого конца и-РНК, синтез Закрыт. Рибосома с образовавшимся белком сходит с и-РНК. Затем они расходятся: рибосома - на любую и-РНК (так как она талантлива к синтезу любого белка; нрав белка зависит от матрицы), белковая молекула - в эндоплазматическую сеть и по ней перемещается в тот Двор клетки, где требуется данный вид белка. Через малое время Кончает Деятельность вторая рибосома, затем третья и т. д. А с левого конца и-РНК на нее вступают все новоиспеченные и новоиспеченные рибосомы, и синтез белка шагает непрерывно. Количество рибосом, умещающихся одновременно на молекуле и-РНК, зависит от длины и-РНК. Так, на молекуле и-РНК, которая программирует синтез белка гемоглобина и длина которой около 1500 А, Содержится до пяти рибосом (диаметр рибосомы приблизительно равен 230 А). Группу рибосом, Содержащуюся одновременно на одной молекуле и-РНК, Величают полирибосомой.

Теперь остановимся подробнее на механизме Деятельности рибосомы. Рибосома во время действия по и-РНК в Всякий данный момент находится в контакте с маленьким учаством ее молекулы. Возможно, размер этого Двора составляет всего один триплет нуклеотидов. Рибосома передвигается по и-РНК не плавно, а прерывисто, \"шажками\", триплет за триплетом. На некоем расстоянии от помещения контакта рибосомы с и-РЕК находится пункт \"сборки\" белка: здесь Содержится и трудится фермент белок-синтетаза, создающий полипептидную цепь, т. е. образующий пептидные связи между аминокислотами.

Сам механизм \"сборки\" белковой молекулы в рибосомах осуществляется следующим ликом. В Всякую рибосому, входящую в состав полирибосомы, т. е. Едущую по и-РНК, из окружающей среды Постоянным потоком ходают молекулы т-РНК с \"навешанными\" на них аминокислотами. Они проходят, задевая своим кодовым концом помещение контакта рибосомы с и-РНК, который в данный момент находится в рибосоме. Противоположный конец т-РНК (несущий аминокислоту) оказывается при этом вблизи пункта \"сборки\" белка. Однако только в том случае, если кодовый триплет т-РНК окажется комплементарным к триплету и-РНК (лежащему в данный момент в рибосоме), аминокислота, доставленная т-РНК, попадет в состав молекулы белка и отделится от т-РНК. Тотчас же рибосома делает \"шаг\" вперед по и-РНК на один триплет, а Беспрепятственная т-РНК выбрасывается из рибосомы в окружающую среду. Здесь она захватывает новоиспеченную молекулу аминокислоты и несет ее в любую из трудящихся рибосом. Так постепенно, триплет за триплетом, Едет по и-РНК рибосома и вырастает звено за звеном - полипептидная цепь. Так трудится рибосома - этот органоид клетки, который с Абсолютным правом Величают \"молекулярным автоматом\" синтеза белка.

В лабораторных условиях искусственный синтез белка настаивает Большущих усилий, много времени и средств. А в живой клетке синтез одной молекулы белка завершается в 1-2 мин.

Роль ферментов в биосинтезе белка. Не следует забывать, что ни один ход в процессе синтеза белка не шагает без участия ферментов. Все реакции белкового синтеза катализируются специальными ферментами. Синтез и-РНК ведет фермент, который \"ползет вдоль молекулы ДНК от начала гена до его конца и оставляет позади себя готовую молекулу и-РНК. Ген в этом процессе предлагает только программу Ради синтеза, а сам процесс осуществляет фермент. Без участия ферментов не проистекает и объединения аминокислот с т-РНК. Живут Особенные ферменты, обеспечивающие Абордаж и объединение аминокислот с их т-РНК. Наконец, в рибосоме в процессе сборки белка трудится фермент, сцепляющий аминокислоты между собой.

Энергетика биосинтеза белка. Еще одной очень главной стороной биосинтеза белка показывается его энергетика. Любой синтетический процесс представляет собой эндотермическую реакцию и, следовательно, нуждается в затрате энергии. Биосинтез белка представляет цепь синтетических реакций: 1) синтез и-РНК; 2) объединение аминокислот с т-РНК; 3) \"сборку белка\". Все эти реакции настаивают энергетических затрат. Энергия Ради синтеза белка доставляется реакцией расщепления АТФ. всякое звено биосинтеза всегда сопряжено с распадом АТФ.

Компактность биологической организации. При Чтении роли ДНК выяснилось, что явление записи, хранения и передачи наследственной информации осуществляется на уровне молекулярных структур. Благодаря этому достигается поразительная компактность \"рабочих механизмов\", величественнейшая экономичность их размещения в пространстве. Известно, что вхождение ДНК в одном сперматозоиде гражданина равно 3.3Х10 -12 степени г ДНК помещается вся информация, определяющая развитие гражданина. Подсчитано, что все оплодотворенные яйцеклетки, из которых развились все граждане, Существующие ныне на почве, содержат столько ДНК, сколько ее умещается в объеме булавочной головки.

sportfarma.ru