Биосинтез белка

нуклеиновым кислотам. Белковые вещества составляют основу всех жизненно важных структур

клетки, они входят в состав цитоплазмы. Белки обладают необычайно высокой реакционной способностью. Они наделены каталитическими функциями, т. е. являются ферментами, поэтому белки определяют направление, скорость и теснейшую согласованность, сопряженность всех реакций обмена веществ.

и разнообразием их химических функций, с исключительной способностью к различным

превращениям и взаимодействиям с другими простыми и сложными веществами, входящими в состав цитоплазмы.

а также цитоплазмы, рибосом, митохондрий и т. д. Нуклеиновые кислоты

играют важную, первостепенную роль в наследственности, изменчивости организма, в синтезе белка.

Совершается он в специальных органеллах — рибосомах. В клетке содержится

большое количество рибосом. Например, у кишечной палочки их около 20 000.

эукариот.
Схема синтеза рибосом в клетках эукариот.

цепочки, составленные из отдельных аминокислот. Но аминокислоты недостаточно активны, чтобы

соединиться между собой самостоятельно. Поэтому, прежде чем соединиться друг с другом и образовать молекулу белка, аминокислоты должны активироваться. Эта активация происходит под действием особых ферментов. Причем каждая аминокислота имеет свой, специфически настроенный на нее фермент.

в клетке) служит аденозинтрифосфат (АТФ).
В результате активирования аминокислота становится

более лабильной и под действием того же фермента связывается с т-РНК.

Важным является то, что каждой аминокислоте соответствует строго специфическая т-РНК. Она находит «свою» аминокислоту и переносит ее в рибосому. Поэтому такая РНК и получила название транспортной.

соединенные со своими т-РНК. Рибосома представляет собой как бы конвейер

для сборки цепочки белка из поступающих в него различных аминокислот.

Ведь именно этот порядок и определяет, какой белок будет синтезирован

в рибосоме, так как от порядка расположения аминокислот в белке зависит его специфика. В клетке содержится более 2000 различных по строению и свойствам специфических белков.

Одновременно с т-РНК, на которой «сидит» своя аминокислота, в рибосому поступает «сигнал» от ДНК, которая содержится в ядре. В соответствии с этим сигналом в рибосоме синтезируется тот или иной белок, тот или иной фермент (так как ферменты являются белками).

с помощью особого посредника, той формы РНК, которая получила название

матричной или информационной РНК (м-РНК или и-РНК).
Информационная РНК синтезируется в ядре иод влиянием ДНК, поэтому ее состав отражает состав ДНК. Молекула РНК представляет собой как бы слепок с формы ДНК.
Синтезированная и-РНК поступает в рибосому и как бы передает этой структуре план — в каком порядке должны соединяться друг с другом поступившие в рибосому активированные аминокислоты, чтобы синтезировался определенный белок. Иначе, генетическая информация, закодированная в ДНК, передается на и-РНК и далее на белок

прошивает ее. Тот ее отрезок, который находится в данный момент

в рибосоме, определенный кодоном (триплет), взаимодействует совершенно специфично с подходящим к нему по строению триплетом (антикодоном) в транспортной РНК, которая принесла в рибосому аминокислоту.

и-РНК и соединяется с ним; к следующему, соседнему участку и-РНК

присоединяется другая т-РНК с другой аминокислотой и так далее, до тех пор пока не будет считана вся цепочка и-РНК и пока не нанижутся все аминокислоты в соответствующем порядке, образуя молекулу белка. А т-РНК, которая доставила аминокислоту к определенному участку полипептидной цепи, освобождается от своей аминокислоты и выходит иэ рибосомы.

нужная аминокислота, и она снова перенесет ее в рибосому. В

процессе синтеза белка участвует одновременно не одна, а несколько рибосом — полирибосомы.

и-РНК (транскрипция) и синтез в рибосомах полипептидной цепи по программе,

содержащейся в и-РНК (трансляция), универсальны для всех живых существ. Однако временные и пространственные взаимоотношения этих процессов различаются у про- и эукариотов.

строго разделены в пространстве и времени: синтез различных РНК происходит

в ядре, после чего молекулы РНК должны покинуть пределы ядра, пройдя через ядерную мембрану.

Лишь после этого паступает следующий этап — трансляция.

У бактерий, ядерное вещество которых не отделено от цитоплазмы мембраной, транскрипция и трансляция идут одновременно.

на матрице бактериальной ДНК, в тех участках, где к ДНК

прикреплены молекулы РНК-полимеразы (фермента, катализирующего транскрипцию ДНК в РНК), происходит синтез молекул и-РНК. Нити и-РНК, расположенные перпендикулярно к линейной молекуле ДНК, продвигаются вдоль матрицы и увеличиваются в длине. По мере удлинения нитей РНК к ним присоединяются рибосомы, которые, продвигаясь, в свою очередь, вдоль нити РНК по направлению к ДНК, ведут синтез белка.

Современные схемы, иллюстрирующие работу генов, построены на основании логического анализа экспериментальных данных, полученных с помощью биохимических и генетических методов. Применение тонких электронно-микроскопических методов позволяет в буквальном смысле слова увидеть работу наследственного аппарата клетки.

теория называется потому, что нуклеиновые кислоты играют как бы роль

матриц, в которых записана вся информация относительно последовательности аминокислотных остатков в молекуле белка.

крупнейшим научным достижением XX века, важнейшим шагом на пути к

выяснению молекулярного механизма наследственности.