Матричний характер біосинтезу

Пластичний обмін (асиміляція, або конструктивний обмін) – сукупність всіх процесів синтезу складних органічних речовин. Ці речовини йдуть на побудову органел клітини, на створення нових клітин при діленні. Пластичний обмін завжди супроводжується поглинанням енергії.
Розглянемо цей процес на прикладі утворення найважливіших органічних сполук клітини – білків. Структура білка визначається ділянкою молекули ДНК, званим геном. Кожні три послідовності нуклеотидів кодують одну амінокислоту. Молекули ДНК не є безпосередньо матрицями в самому процесі синтезу білка. Спочатку відбувається перенесення генетичної інформації про нуклеотидном будову ДНК на іРНК (процес транскрипції). Будується молекула іРНК на одній з ланцюжків молекули ДНК-матриці під час її роздвоєння за участю спеціального ферменту РНК-полімерази. Парування нуклеотидів йде за принципом комплементарності: послідовність нуклеотидів в молекулі визначається їх послідовністю в ланцюжку ДНК. Як тільки закінчується побудова на ДНК-матриці ланцюга іРНК, вона відразу ж переходить в цитоплазму і прикріплюється там до однієї з рибосом. Слідом за цим починається синтез білка. Процес синтезу поліпептидного ланцюга на матриці іРНК називається трансляцією. Відбувається цей процес в рибосомах за участю ферменту пептідполімерази. Рибосоми побудовані з білка і РНК. Ця РНК називається рибосомной (рРНК). Прикрепившись на кінці нитки іРНК, рибосома починає синтез поліпептидного ланцюга. Пересуваючись в одному певному напрямку, вона зчитує по три нуклеотиду і додає до зростаючої поліпертідной ланцюга по одній амінокислоті.
Перенесення амінокислот до рибосом виконує транспортна РНК (тРНК). Молекула тРНК в порівнянні з молекулою і-РНК невелика, вона містить всього 70-80 нуклеотидів. Її полинуклеотидная ланцюжок приблизно поцентру перегинається, і дві половини спірально закручуються між собою. На одному кінці молекули тРНК мають бути підстави, комплементарні відповідної ділянки (кодону) в ланцюзі іРНК, і на іншому кінці – здатні “впізнавати” певну амінокислоту. Кінець, до якого приєднується амінокислота, у всіх тРНК має однакові нуклеотиди – ЦЦА. Для кожної амінокислоти існує своя особлива тРНК. Досягнувши іншого кінця ланцюжка іРНК, рибосома відділяється, і в розчин виходить нова синтезована молекула білка. Молекулярна швидкість трансляції та транскрипції величезна – близько 1000 триплетів іРНК в одну хвилину на одну рибосому, а всього в хвилину, наприклад, клітина Е. coli збирає близько 15 * 106 амінокислот у білки.
Потім лінійна молекула поліпентідной ланцюга набуває об’єктну структуру. Під впливом виникаючих водневих зв’язків полипептидная ланцюжок скручується в спіраль, і білкова молекула приймає біологічно активну конфігурацію.
Провідна роль у біосинтезі білка належить ДНК. Залежно від розташування кодують триплетів уздовж її ланцюга на ній синтезується молекула інформаційної РНК, яка реалізує цю інформацію, розташовуючи відповідно з будовою амінокислоти в синтезирующейся молекулі білка.
Таким чином, спадкова інформація (всі ознаки і властивості організму) зберігається в молекулярній структурі ДНК, і реалізується в процесі біосинтезу білка.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)

Матричний характер біосинтезу