Функциональная морфология синтетического аппарата клетки

самой клеткой или идут на нужды макроорганизма.
Белоксинтезирующий аппарат клетки (БСА)

состоит из рибосом, информационной РНК, транспортной РНК (тРНК), эндоплазматической сети (ЭПС), комплекса Гольджи и белковых факторов, регулирующих процессы синтеза.

создание первичной структуры белка путем образования пептидных связей между аминокислотами.

В химическом плане в рибосомах, примерно, поровну представлены рибосомальные РНК (рРНК) и рибосомальные белки (около 80 различных видов).

диссоциированно располагаются в цитоплазме и объединяются на период работы БСА:

Малая субъединица связывается с иРНК, а большая субъединица катализирует образование полипептидной цепи.
Большая субъединица имеет 2 активных центра: аминоацильный (А) - для присоединения аминоацил – тРНК и пептидильный центр, в котором находится пептидил – тРНК (т.е. комплекс: тРНК + растущая полипептидная цепь).

мРНК из ядра. 3. Узнавание мРНК рибосомой и 4. синтез

рибосомных белков. 5. Синтез предшественника рРНК (45S — предшественник) РНК полимеразой I. 6. Синтез 5S pРНК РНК полимеразой III. 7. Сборка большой рибонуклеопротеидной частицы, включающей 45S-предшественник, импортированные из цитоплазмы рибосомные белки, а также специальные ядрышковые белки и РНК, принимающие участие в созревании рибосомных субчастиц. 8. Присоединение 5S рРНК, нарезание предшественника и отделение малой рибосомной субчастицы. 9. Дозревание большой субчастицы, высвобождение ядрышковых белков и РНК. 10. Выход рибосомных субчастиц из ядра. 11. Вовлечение их в трансляцию

Схема синтеза рибосом в клетках эукариот.

рибосомы прокариот, цитоплазматические рибосомы эукариот и митохондриальные рибосомы эукариот.
Таблица

1.
Характеристика различных видов рибосом.

А — аминоацил-тРНК-связывающий участок, Р — пептидил-тРНК-связывающий участок, Е — участок отсоединения тРНК

от рибосомы (англ. exit).

транспортные РНК доставляют аминокислоты к рибосомам и реализуют генетический код;

рибосомная РНК составляет активный центр рибосом, катализирующий образование пептидной связи между аминокислотами.

оснований (пурины, пиримидины), содержащих дезоксирибозу или рибозу (в молекуле РНК).
·

Пуриновые основания — аденин (A) и гуанин (G).
· Пиримидиновые основания — цитозин (C), тимин (T) и урацил (U), присутствующий только в молекуле РНК.
Полинуклеотиды. При помощи фосфодиэфирных связей нуклеотиды образуют полинуклеотидную цепь, при этом ковалентные фосфодиэфирные связи соединяют 5’‑атом углерода одного нуклеотида с 3’‑атомом углерода следующего нуклеотида цепи. Последовательность нуклеотидов в цепи кодирует наследственную информацию.
· Экзон — последовательность нуклеотидов, кодирующих молекулу РНК.
· Интрон — некодирующая последовательность между экзонами. После синтеза РНК на ДНК–матрице (транскрипция) последовательности РНК, комплементарные последовательностям интронов, удаляются при помощи специальных ферментов, а оставшиеся последовательности сближаются (сплайсинг).
· Кодон — последовательность из трёх смежных нуклеотидов, кодирующая какую-либо аминокислоту или терминацию полипептидной цепи.

ядре происходит:
1. Образование (транскрипция, процессинг, сплайсинг) всех видов РНК.
2. Транспорт

всех РНК и рибосом в цитоплазму.

или грЭПС белковых молекул по следующей схеме:
1. Инициация
2. Собственно трансляция

(транслокация и элонгация)
3. Терминация

рибосомы – иРНК и присоединение тРНК с первой аминокислотой.
В период

собственно трансляции происходит, соответственно заданной программе, построение полипептидной цепочки (элонгация - удлинение).
Терминация (окончание синтеза белка) осуществляется бессмысленными кодонами иРНК (остановка трансляции) и специальными терминирующими факторами, приводящими к диссоциации компонентов БСА.

тРНК аминоацилированной метионином (М) и сборкой рибосомы из большой и

малой субъединиц. Элонгация. 2. Узнавание текущего кодона соответствующей ему аминоацил-тРНК (комплементарное взаимодействие кодона мРНК и антикодона тРНК увеличено). 3. Присоединение аминокислоты, принесённой тРНК, к концу растущей полипептидной цепи. 4. Продвижение рибосомы вдоль матрицы, сопровождающееся высвобождением молекулы тРНК. 5. Аминоацилирование высвободившейся молекулы тРНК соответствующей ей аминоацил-тРНК-синтетазой. 6. Присоединение следующей молекулы аминоацил-тРНК, аналогично стадии (2). 7. Движение рибосомы по молекуле мРНК до стоп-кодона (в данном случае UAG). Терминация. Узнавание рибосомой стоп-кодона сопровождается (8) отсоединением новосинтезированного белка и в некоторых случаях (9) диссоциацией рибосомы

расширенных канальцев, окруженных биологической мембраной.

гладкую (аЭПС, глЭПС)

числе циторецепторов (за исключением некоторых белков внутренней мембраны митохондрий), белков

пищеварительной системы клетки, и белков, предназначенных для экспорта из клетки, а также сегрегацию (отделение) этих белков от цитоплазмы.
На наружных участках грЭПС располагаются рибосомы, а синтезируемый продукт поступает в просвет сети для доработки и транспортировки в цитоплазму или ПКГ. Мембраны грЭПС содержат уникальный белок – рибофорин, который отвечает за присоединение рибосомы и является каналом, через который синтезируемая белковая цепь попадает в полость сети.

эндоплазматическую сеть.

посттрансляционное преобразование белков (их дополнительное гидроксилирование, метилирование, сульфатирование и правильное

пространственное формирование вторичной и третичной структуры белка).

осуществляет:
синтез липидов (в т.ч. холестерина и стероидных гормонов);
углеводов

(в т.ч. гликогена);
детоксикацию экзо- и эндогенных веществ (клетки печени);
запасание кальция (поперечно-полосатая мышечная ткань);
восстановление мембраны некоторых органелл в телофазе митоза.

или отдельных диктиосом, расположенных возле ядра или произвольно в цитоплазме

состоящую из:
а) стопки уплощенных цистерн, мешочков («блюдец», «тарелок»),
б)

крупных вакуолей,
в) мелких пузырьков.

морфологические и функционально различные поверхности:
1. цис - сторона, формирующаяся (незрелая),

обращенная к ЭПС;
2. транс - сторона зрелая, обращенная к цитолемме (плазмолемме), от которой отделяются крупные вакуоли.

– 5 мкм, объединяясь по 3 - 30 формируют стопку.

Между цистернами имеется пространство шириной 15 – 30 нм. Периферические отделы цистерн расширены и от них отделяются пузырьки и вакуоли.
Пузырьки представляют собой умеренно электроноплотные структуры диаметром 40 – 80 нм.
Вакуоли являются электроноплотными образованиями и их размер достигает 0,1 – 1 мкм.

липидных компонентов в белковые молекулы, с образованием гликопротеинов и липопротеинов)
Конденсация

секреторного продукта и образование секреторных гранул (лизосом и др.)
Упаковка секретируемых веществ в мембраны
Экспорт секрета за пределы клетки.