что необходимо для сборки молекул белка в клетке

§16. Биосинтез белка

Вспомните, из каких компонентов состоят белки и нуклеиновые кислоты. Что такое генетический код? В чем сущность реакций матричного синтеза? Как происходит синтез РНК?

Белки — единственные органические вещества клетки (кроме нуклеиновых кислот), биосинтез которых осуществляется под прямым контролем ее генетического аппарата. Сама сборка белковых молекул осуществляется в цитоплазме клетки и представляет собой многоэтапный процесс, для которого нужны определенные условия и ряд компонентов.

Условия и компоненты биосинтеза белка. Биосинтез белка зависит от деятельности различных видов РНК. Информационная РНК (иРНК) служит посредником в передаче информации о первичной структуре белка и матрицей для его сборки. Транспортная РНК (тРНК) переносит аминокислоты к месту синтеза и обеспечивает последовательность их соединений. Рибосомальная РНК (рРНК) входит в состав рибосом, на которых происходит сборка полипептидной цепи. Процесс синтеза полипептидной цепи, осуществляемый на рибосоме, называют трансляцией (от лат. трансляцио — передача).

Строение и функции тРНК. Процесс синтеза любых РНК — транскрипция (от лат. транскрипций — переписывание) — относится к матричным реакциям (об этом было сказано ранее). Теперь разберем строение транспортной РНК (тРНК) и процесс кодирования аминокислот.

Транспортные РНК представляют собой небольшие молекулы, состоящие из 70—90 нуклеотидов. Молекулы тРНК свернуты определенным образом и напоминают по форме клеверный лист (рис. 62). В молекуле выделяются несколько петель. Наиболее важной является центральная петля, в которой располагается антикодон. Антикодоном называют тройку нуклеотидов в структуре тРНК, комплементарно соответствующих кодону определенной аминокислоты. Своим антикодоном тРНК способна соединяться с кодоном иРНК.

Рис. 62. Строение молекулы тРНК

На другом конце молекул тРНК всегда находится тройка одинаковых нуклеотидов, к которым присоединяется аминокислота. Реакция осуществляется в присутствие специального фермента с использованием энергии АТФ (рис. 63).

Рис. 63. Реакция присоединения аминокислоты к тРНК

Сборка полипептидной цепи на рибосоме. Сборка цени начинается с соединения молекулы иРНК с рибосомой. По принципу комплементарности тРНК с первой аминокислотой соединяется антикодоном с соответствующим кодоном иРНК и входит в рибосому. Информационная РНК сдвигается на один триплет и вносит новую тРНК со второй аминокислотой. Первая тРНК передвигается в рибосоме. Аминокислоты сближаются друг с другом, между ними возникает пептидная связь. Затем иРНК вновь передвигается ровно на один триплет. Первая тРНК освобождается и покидает рибосому. Вторая тРНК с двумя аминокислотами передвигается на ее место, а в рибосому входит следующая тРНК с третьей аминокислотой (рис. 64). Весь процесс вновь и вновь повторяется. Информационная РНК, последовательно продвигаясь через рибосому, каждый раз вносит новую тРНК с аминокислотой и выносит освободившуюся. На рибосоме постепенно растет полипептидная цепь. Весь процесс обеспечивается деятельностью ферментов и энергией АТФ.

Рис. 64. Схема сборки полнпептидпои цепи иа рибосоме: 1—4 последовательность этапов

Сборка полипептидной цепи прекращается как только в рибосому попадает один из трех стоп-кодонов. С ними не связана ни одна тРНК. Освобождается последняя тРНК и собранная полипептидная цепь, а рибосома снимается с иРНК. Полипептидная цепь затем претерпевает структурные изменения и превращает в белок. Биосинтез белка закончен.

Процесс сборки одной молекулы белка длится в среднем от 20 до 500 с и зависит от длины полипептидной цеп и. Например, белок из 300 аминокислот синтезируется приблизительно за 15—20 с. Белки структурно и функционально очень разнообразны. Они определяют развитие того или иного признака организма, что является основой специфичности и неоднородности живого.

Реализация наследственной информации в клетке. Реализация наследственной информации в живом осуществляется в реакциях матричного синтеза, протекающих в клетке (рис. 65).

Рис. 65. Реализация наследственной программы в клетке: 1 — транскрипция; 2 — реакция присоединения аминокислоты; 3 — трансляция; 4 — ДНК; 5 — информационная РНК; 6 — транспортная РНК; 7 — аминокислота; 8 — рибосома; 9 — синтезированный белок

Редупликация ведет к построению новых молекул ДНК, что необходимо для точного копирования генов и их передачи дочерним клеткам от материнской при делении. Биосинтез белка также связан с генетическим кодом и генами. Посредством реакций транскрипции и трансляции, для которых необходимы РНК, аминокислоты, рибосомы, ферменты и АТФ, в клетке синтезируются специфические белки. Они определяют ее характерные признаки, т. к. в первую очередь при биосинтезе происходит сборка белков-ферментов, отвечающих за протекание жизненных реакций в клетке.

Биосинтез белка является частью процесса реализации генетической программы клетки и всего организма. Этот процесс, как и синтез РНК, и редупликация ДНК, относится к реакциям матричного синтеза. Но в отличие от двух последних реакций биосинтез белка протекает на органоидно-клеточном уровне организации живого.

Упражнения по пройденному материалу

До середины 50-х гг. считалось, что центром синтеза белка являются микросомы. Позднее было установлено, что в биосинтезе участвуют не все микросомы, а только рибонуклеопротеидные комплексы, которые Р. Робертсон назвал рибосомами. Отечественный биохимик А.С. Спирин в 1963 г. выделил две рибосомальные субъединицы и установил их строение. Обнаружение в клетках полисомы — структуры, состоящей из 5-70 рибосом, позволило Дж. Уотсону высказать предположение, что синтез белка протекает одновременно на множестве рибосом, которые связаны с иРНК. В ходе дальнейших экспериментов был установлен весь механизм трансляции.

Источник

Общая информация о биосинтезе белка: значение, код ДНК, процесс считывания и передачи информации

Общая информация о биосинтезе белка

Значение биосинтеза белка в клетке

Процесс биосинтез белка — наиболее значимая реакция пластического обмена. Способность синтезировать белок есть у всех клеток живых организмов: сложных и простых, грибов, растений и животных. Клетка содержит несколько тысяч различных белков. При этом, для каждого вида клеток характерны специфические белки.

Способность к синтезу собственных уникальных белков является наследственной и сохраняется на протяжении всей жизни организма. Биосинтез белков происходит наиболее интенсивно, когда клетки активно растут и развиваются.

Что такое биосинтез белка?

Процессом синтеза белка называется — процесс, состоящий из множества стадий, на которых происходит синтез белковой макромолекулы и последующее созревание (формирование) белка, и происходящий в живых организмах.

Фотосинтез связан с большими энергетическими затратами. Благодаря ему происходит обеспечение клеток так называемым строительным материалом, биологическими катализаторами (ферментами), регуляторами и средствами защиты организма.

Каково значение белков в клетке? Значение белков неоценимо. Для этого рассмотрим, что такое биосинтез подробнее.

Код ДНК

Определение места синтеза белковых макромолекул — наивысшее достижение молекулярной биологии. ДНК играет ключевую роль в определении структуры синтезируемого белка. Молекула ДНК содержит информацию о первичной структуре молекулы белка.

Геном — часть молекулы ДНК, содержащая информацию о первичной структуре одного белка.

Генетический код — единая для всех живых организмов система сохранения полной наследственной информации.

Если говорить о структуре, то она представляет собой определенную последовательность нуклеотидов в молекулах нуклеиновых кислот. Эта последовательность задает последовательность введения аминокислотных остатков в полипептидную цепь в ходе ее синтеза.

Согласно исследованиям ученых, каждая аминокислота в полипептидной цепи кодируется последовательностью, которая состоит из 3 нуклеотидов (это триплет нуклеотидов).

Всего выделяют 20 основных аминокислот. Каждая аминокислота имеет способность кодироваться несколькими разными триплетами.

Матрица — молекула ДНК, которая содержит информацию.

Процесс считывания и передачи информации

Расположение молекул ДНК — ядро клетки. Также они могут находиться в пластидах и митохондриях. В определенный момент происходит деспирализация молекулы ДНК и расхождение ее параллельных цепей.

В соответствии с принципом комплементарности, на этих цепях происходит синтез небольших молекул и-РНК (информационной РНК). Это транскрипция или считывание.

Молекула и-РНК, синтезированная таким образом, направляется к месту синтеза белка.

Трансляция — процесс переноса и-РНК из ядра к месту синтеза белка.

Механизм биосинтеза белка

Синтез белковых молекул осуществляется на мембранах ЭПС (эндоплазматическая сеть). Рибосома является органеллой, которая отвечает за синтез белка. Рибосомы, нанизываясь на молекулу и-РНК, формируют полисому. Молекула т-РНК (транспортная РНК), которая несет кислотный остаток, подходит к каждой рибосоме.

т-РНК отличается формой трилистика: верхушка — это триплет нуклеотидов или антикодон. Он формирует комплементарную пару с соответствующим триплетом и-РНК (кодоном).

Рибосома в процессе синтеза белка надвигается на нитевидную молекулу и-РНК, которая оказывается двумя ее субъединицами. Присоединение т-РНК к и-РНК происходит в определенном месте — в месте совпадения кодона и антикодона. Присоединение аминокислотных остатков к синтезируемой цепи происходит при помощи полипептидных связей. Происходит отсоединение т-РНК, после чего она покидает рибосому.

Это продолжается до завершения синтеза нити аминокислотных остатков (белковой молекулы).

Заключительный этап — приобретение синтезированным белком пространственной структуры. Благодаря соответствующим ферментам от него отщепляются лишние аминокислотные остатки, происходит введение небелковых фосфатных, карбоксильных и других групп, присоединение углеводов, липидов и т. д. Белок «созревает». Как только все эти процессы заканчиваются, молекула белка становится полностью функционально активной.

Источник

Биосинтез белка – важная часть пластического обмена всех клеток. Рассматривает данный процесс наука биология. В результате образуются специфичные вещества, характерные для данного организма. Происходит воспроизведение наследственной информации.

Последовательность процессов биосинтеза белка

Образование белка является многоступенчатым процессом.

Чтобы запустить реакции образования вещества, осуществляется целый ряд последовательных событий:

Перемещение и-РНК к месту синтеза белка.

Где происходит синтез белка

Образование высокомолекулярного соединения протекает в цитоплазме. Именно здесь находятся органоиды, на которых осуществляется данный процесс. Рибосома представляет собой две части: малую и большую. Чтобы биосинтез белка начался, необходимо доставить информацию из ядра в цитоплазму.

Ядро эукариот хранит информацию о первичной структуре природных полимеров. Её называют наследственной. Эта важная информация должна быть без искажения перенесена к месту синтеза белка.

С этой целью в ядре идут матричные реакции. На одной из цепей ДНК синтезируется и-РНК. Именно она является посредником между двумя частями клетки.

Этапы биосинтеза белка

Транскрипция

Процесс протекает в ядре. ДНК образована большим количеством нуклеотидов. Это единица макромолекулы. Она включает в свой состав 3 компонента:

углевод, представленный пентозой – дезоксирибозой;

минеральную кислоту – фосфорную;

органическое соединение, относящееся к классу азотистых оснований.

В составе ДНК могут содержаться 4 разных основания. Они имеют краткое обозначение, по первой букве названия:

Именно этими основаниями и отличаются нуклеотиды. Чередование 3 нуклеотидов образует триплет. Один триплет соответствует одной аминокислоте. Вопрос соответствия аминокислот триплетам изучен и указан в таблице генетического кода.

Последовательность триплетов в молекуле дезоксирибонуклеиновой кислоты, отвечающей за синтез одного белка, называют геном. Между разными генами расположены триплеты, которые не соответствуют аминокислотам. Их называют стоп-кодонами. Они служат сигналом начала и окончания гена.

Для осуществления транскрипции, участок макромолекулы ДНК раскручивается. Он выполняет роль матрицы. На нём выстраивается и-РНК. Осуществляется синтез по принципу соответствия. Еще его называют комплементарностью.

РНК также имеет нуклеотидное строение. Вместо дезоксирибозы присутствует углевод рибоза. Содержится остаток ортофосфорной кислоты. Третьим компонентом является азотистое основание. Три основания одинаковые – А, Г, Ц в ДНК и РНК. Четвертое основание рибонуклеиновой кислоты – урацил (У).

Комплементарными основаниями являются: Т – А, А – У, Г – Ц, Ц – Г. В парах комплементарных оснований первое соответствует ДНК, второе – РНК. Таким образом, на макромолекуле ДНК по принципу соответствия выстраивается и-РНК. В дальнейшем цепь РНК транспортируется через ядерную мембрану к месту синтеза белка.

Трансляция

Процесс идет на органоидах – рибосомах. Они нанизываются на цепь и-РНК, передвигаются по ней не плавно, а прерывисто. Располагаются таким образом, что внутри рибосомы находится полностью 1-2 триплета. На одну РНК может одновременно нанизываться большое количество рибосом.

В процессе принимают участие т-РНК. Они имеют пространственную структуру, принимают форму трилистника. Верхняя часть листа, то есть молекулы, содержит антикодон. Это триплет, распознающий кодон (один триплет) и-РНК.

Каждая т-РНК транспортирует к рибосоме строго определенную аминокислоту. Если триплет-антикодон т-РНК распознает триплет-кодон и-РНК, тогда аминокислота встраивается в макромолекулу белка. Следующая т-РНК подтаскивает другую аминокислоту, снова идет процесс распознавания. В данном случае также идет матричный процесс сборки белка. РНК служит матрицей для синтеза белка.

Как только белковая молекула синтезирована, она освобождается от рибосомы. Правильное чередование аминокислот в макромолекуле образует первичную структуру белковой молекулы. Она является определяющей, поэтому так важен матричный синтез белков. Другие структуры белковые макромолекулы приобретают самопроизвольно.

Схема биосинтеза белка

Процессы, ведущие к синтезу белка, можно кратко изобразить на схеме:

Первый этап – реакции, идущие в кариоплазме. Раскручивание ДНК. Транскрипция. Образование м-РНК.

Второй этап – транспорт м-РНК к рибосомам.

Третий этап – реакции, идущие в цитоплазме. Трансляция. Биосинтез белковой молекулы, протекающий при участии РНК, клеточных органоидов – рибосом.

Заключение

В реакциях матричного синтеза происходит реализация наследственной информации. В каждом организме синтезируются специфичные белковые молекулы. Они вместе с углеводами и жирами накапливаются в плодах растений. В организмах животных выполняют множество разнообразных функций.

Источник

Биосинтез белка

Полезное

Смотреть что такое «Биосинтез белка» в других словарях:

Биосинтез белка — Схема синтеза белка рибосомой Биосинтез белка сложный многостадийный процесс синтеза полипептидной цепи из … Википедия

биосинтез белка — совокупность реакций полимеризации аминокислот в полипептидную цепь молекулы белка, протекающих в клетках на специализированных органеллах рибосомах; нарушение Б. б. лежит в основе многих болезней человека, животных и растений … Большой медицинский словарь

Биосинтез — процесс синтеза природных органических соединений живыми организмами. Путь биосинтеза соединения это приводящая к образованию этого соединения последовательность реакций, как правило, ферментативных (генетически детерминированных), но изредка… … Википедия

биосинтез — [тэ], а; м. Образование различных органических веществ в живых организмах. Б. белка. Механизм биосинтеза. * * * биосинтез образование необходимых организму веществ в живых клетках с участием биокатализаторов ферментов. Обычно в результате… … Энциклопедический словарь

биосинтез — (тэ) а; м. Образование различных органических веществ в живых организмах. Биоси/нтез белка. Механизм биосинтеза … Словарь многих выражений

Рибосомный биосинтез — * рыбасомны біясінтэз * ribosomal biosynthesis сборка рибосомных частиц из РНК и белковых компонентов. У эукариот и прокариот координируется т. обр., что не накапливается ни избыток белка, ни избыток нуклеиновых кислот. У E. coli синтез белков… … Генетика. Энциклопедический словарь

Белки — У этого термина существуют и другие значения, см. Белки (значения). Белки (протеины, полипептиды[1]) высокомолекулярные органические вещества, состоящие из соединённых в цепочку пептидной связью альфа аминокислот. В живых организмах… … Википедия

Протеин — Кристаллы различных белков, выращенные на космической станции «Мир» и во время полётов шаттлов НАСА. Высокоочищенные белки при низкой температуре образуют кристаллы, которые используют для получения модели данного белка. Белки (протеины,… … Википедия

Протеины — Кристаллы различных белков, выращенные на космической станции «Мир» и во время полётов шаттлов НАСА. Высокоочищенные белки при низкой температуре образуют кристаллы, которые используют для получения модели данного белка. Белки (протеины,… … Википедия

Белки — I Белки (Sciurus) род млекопитающих семейства беличьих отряда грызунов. Распространены в лесах Европы, Азии и Америки. Около 50 видов. Приспособлены к древесному образу жизни. Длина тела до 28 см. Мех обычно густой, у некоторых пушистый.… … Большая советская энциклопедия

Источник

Как клетка синтезирует белок

(Статья для аудитории детей 12 лет)

Роль основных «рабочих лошадок» в клетках и, следовательно, во всем нашем организме исполняют разнообразные белки. Мы – многоклеточные существа (у шестиклассника, например, 30 триллионов клеток!), следовательно, белков нам нужно много. И это должны быть не те же самые белки, которых в целом литре газировки всего 1 грамм, а в одной котлете – 25. Это наши собственные белки, только нам свойственные, по крупинкам собранные из того, что мы съели, переварили и усвоили. Итак, если белок – главный работник, то его надо много, и он должен быть качественным, именно тем, какой положен (запрограммирован, зашифрован!). Значит клетка, словно завод по производству белков, должна иметь, во-первых, надежные станки по производству этих белков, а во-вторых, надежную программу-инструкцию для производства каждого конкретного белка.

Мы решаем контрольную или спим на уроке, мерзнем на остановке или едим дома горячую котлету – и организм постоянно приспосабливает работу наших клеток, а стало быть белков, под набор тех условий, в которые мы его, организм, поместили. Поэтому так не бывает, чтобы один белок работал вечно. Поработал – клетка его расщепила и чаще всего пересобрала во что-то другое, в другой белок. И эта белковая карусель крутится все время, пока живет организм. А мы еще помним, что белков очень много – и по общему количеству молекул, и по их разновидностям. И для каждого вида белка при каждом станке – своя инструкция по сборке. Имеет смысл микроскопической клетке хранить килограмм инструкций у каждого станка на все случаи жизни? Разумеется, нет.

В работе у занятой делом клетки должны быть только самые нужные на данный момент инструкции, а остальные пусть хранятся в сборниках инструкций в библиотеке. Нужна инструкция – библиотекарь нашел нужную страницу в сборнике – помощник откопировал ее – персонал, обслуживающий станок, по инструкции собрал нужное количество белка – белок пошел работать, пока не настанет срок разобрать его на запчасти, да и отслужившая инструкция тоже разбирается. В клетке никакое добро не пропадает. А кто все эти сотрудники клетки? Разумеется, это тоже белки, точнее – особый их класс – ферменты. Белки, управляющие процессами в клетках и многократно ускоряющие их.

Итак, давайте все-таки ближе к биологии. Библиотека – это набор наших хромосом в ядре каждой клетки. Основа каждой хромосомы – длинная молекула под названием ДНК* (шестиклассник про ДНК уж наверняка хоть раз, да слышал). Сборник инструкций – одна нить ДНК. Но чтобы заработало производство конкретного белка, весь сборник не нужен, нужна только инструкция-информация о составе этого белка. Эта информация – малая часть цепочки ДНК под названием «ген». (Тоже наверняка знакомое слово. Если у вас абсолютный музыкальный слух – как у мамы, то она всем радостно хвастает, что это у вас ее гены). Текст гена в каком-то смысле гораздо проще, чем любой текст на любом языке. Он написан только четырьмя буквами! Откуда же тогда такое многообразие кодируемых генами белков и признаков? В «тексте» гена чаще всего сотни или тысячи «букв», и комбинация букв может быть любой. (Кстати, «буквы» – это структурные части молекулы ДНК, ее блоки под названием нуклеотиды, запоминайте. Их четыре типа: А, Т, Г и Ц**).

Копирование инструкции по сборке белка, т. е. гена, – это процесс транскрипции (дословно – переписывание). Он происходит в ядре клетки. Образуется копия гена – молекула-матрица, или матричная РНК*. Но она, как ни странно, не очень-то похожа на исходный ген ДНК. Более того, она является в некотором смысле «копией наоборот», как негативное фотоизображение, где белое становится черным, а черное – белым. К слову, РНК тоже состоит из нуклеотидов, и их тоже четыре типа – те же А, Г, Ц, но есть замена: вместо Т – У**. Как получается «негативная» копия, да еще и с заменой буквы? В клетке работает особое правило – комплементарности. Разбираемся.

Комплимент/комплемент – дословно – дополнение! Вам сделали комплимент? Это такое приятное дополнение к вашей неотразимости. Комплимент от шефа – вкусное бесплатное дополнение к вашему заказу в ресторане. Комплементарность в биологии – взаимная дополняемость биологических молекул или их частей. Согласно правилу комплементарности фермент-копировальщик, собирающий РНК, напротив «буквы»-нуклеотида А в образце, молекуле ДНК, обязан поставить «букву» У в РНК, напротив Т – А, напротив Г – Ц, напротив Ц – Г. (Проще всего запомнить Г–Ц и наоборот, не так ли?). Например, в ДНК было ГТАЦ, а в РНК станет ЦАУГ. И так далее – десять тысяч раз подряд и без ошибок! А главное – с умопомрачительной скоростью, которую обеспечивают быстрые и точные работники-ферменты.

Итак, непохожая, перешифрованная, но все-таки копия (!) фрагмента ДНК – матричная РНК готова, ее можно «выносить» за пределы «библиотеки». Именно она послужит той матрицей-инструкцией, по которой персонал по обслуживанию «станка» по производству белка осуществит его многократный синтез. Синтез белка, к сведению, идет уже не в ядре, а в более просторной цитоплазме клетки. Белка, мы помним, надо много, а в ядре – тесно, да и не надо его лишний раз беспокоить такой суетой: хромосомы должны храниться в тишине и порядке. Всё как в настоящей библиотеке.

Матричная РНК выходит на работу. По записанной в ней инструкции клеточный органоид (маленький орган) рибосома будет синтезировать белок. Именно рибосома является тем самым «станком» по производству белка. Но белки состоят не из нуклеотидов. Белки – тоже длинные молекулы, состоящие из других блоков – аминокислот. Их 20 разновидностей. Т. е. «язык» белков – это целых 20 букв! Как текст-комбинацию из 4 букв перевести в текст-комбинацию из 20 букв? Просто. Каждая аминокислота белка зашифрована последовательностью из трех нуклеотидов матричной РНК, каждой из комбинаций трех нуклеотидов РНК соответствует одна аминокислота (за исключением трех случаев – последовательностей УАГ, УГА и УАА). Таких комбинаций получается 61, а вместе с тремя исключениями – 64. Это число всех возможных комбинаций трех нуклеотидов четырех разновидностей. Хотите – проверьте перебором.

Чтобы было понятнее, поясним на примере. Возьмем последовательность нуклеотидов ГЦУ на матрице РНК. Ей, к сведению, соответствует аминокислота под названием аланин. И – о радость! – никто не заставит учить наизусть, какая аминокислота какой последовательности нуклеотидов в РНК соответствует – на это есть специальная таблица генетического кода. А в ней, кстати, есть повторы нуклеотидных последовательностей. Мы помним, аминокислот 20, а кодирующих комбинаций из трех нуклеотидов – 61, поэтому повторы неизбежны.

Рибосома-«станок» нанизывается на свою инструкцию, матричную РНК, как бусина на нитку. (А чтобы не терять время, обычно сразу много «станков»-рибосом по очереди нанизывается на инструкцию-матрицу). И начинается настоящий балет с участием обслуживающих его ферментов и еще одного вида РНК – транспортных РНК. Именно они помогают расшифровать код матричной РНК (они знают таблицу генетического кода наизусть!) и собрать аминокислоты в единую белковую цепочку.

Транспортные молекулы тоже состоят из нуклеотидов, все те же «положенные» для РНК знакомые А, У, Г и Ц. Но только в отличие от матричной РНК, транспортная гораздо более легкая и компактная, специально свернутая для мобильности наподобие листа клевера. И на верхушке этого «листа» находится ключевая последовательность из трех нуклеотидов, комплементарных трем кодирующим «буквам» матричной РНК. Так, например, уже знакомую аминокислоту аланин принесет транспортная РНК с «ключом» ЦГА на верхушке, встанет рядом с ГЦУ в матричной РНК – ага, подошло! Таких транспортных РНК (тРНК для краткости) – 61 вид.

Итак, создаем белок из аминокислот по нуклеотидной инструкции матричной РНК на «станке»-рибосоме. В активном центре рибосомы как на парковке встают рядом две комплементарно подходящие к матрице транспортные РНК со своими «ключами» на макушке – тройками нуклеотидов, и «прицепами» на хвосте – соответствующими аминокислотами. Предположим, это только начало синтеза: у каждой транспортной молекулы по одному прицепу. Но особый фермент-сшивальщик, который всегда рядом, соединяет между собой оказавшиеся рядом «прицепы»-аминокислоты. А со стороны выглядит это так, словно одна тРНК, к примеру, правая на «парковке», говорит левой «подержи мой прицеп, а я сейчас…» – и быстро-быстро улепетывает. И у доброй левой тРНК оказывается уже двойной прицеп – из двух аминокислот: ближайший к ней – свой, а дальний – чужой.

И тут рибосома сдвигается на три нуклеотида влево. Не удивляйтесь, «гаражи»-рибосомы сами тоже вполне мобильны и, как мы помним, норовят по очереди нанизаться на нитку матричной РНК. В итоге бывшая левая тРНК со своим двойным прицепом становится правой. Слева, соответственно, освобождается новое парковочное место». Приходит новая тРНК, паркуется слева. И тут уже уставшая держать двойной «хвост» из аминокислот поумневшая правая тРНК говорит левой «подержи мой прицеп, а я сейчас…» – и быстро-быстро… Ну вы поняли. Так образуется цепочка-хвост из трех, потом четырех… до многих тысяч аминокислот. Процесс называется трансляция (дословно – перенос, перемещение, передача).

Синтез белковой цепочки обрывается, когда в активном центре рибосомы оказывается одна из трех последовательностей нуклеотидов матричной РНК, у которых нет в принципе соответствующих аминокислот. Это те самые исключения УАГ, УГА или УАА. На этих последовательностях нарастание белковой нитки прекращается, поскольку не бывает тРНК с «ключами» АУЦ, АЦУ или АУУ на верхушке, некому везти «прицепы»-аминокислоты к месту сборки.

Белковая цепочка сворачивается в компактную структуру и отправляется на работу. Если на сегодня всё, и белка такого типа клетке больше не нужно, она с помощью специальных ферментов разбирает инструкцию по его сборке, т. е. матричную РНК, на нуклеотиды, чтобы потом повторно их использовать. А если и сам белок уже свое отработал – то и его разбирает. На аминокислоты, конечно же. И карусель транскрипции-трансляции работает дальше, обслуживая новые потребности клетки. Шестиклассник написал контрольную – пора есть котлету.

Источник