Призентація Синтез білків в організмі Підготував студент 12-м групи Тюльпа Сергій

Синтез білків в організмі

1. Що таке білки? 2. Функції білків? 3. З чего складаються білки? 4. Звідки беруться АМК в клітці? 5. Як потрапляють білки в організм?

Як поповнюється запас білків в організмі? Як, відбувається синтез великої кількості молекул білка? Ви дізнаєтесь:

Відомо, що білки не можуть створюватися шляхом редуплікації, як це відбувається з ДНК. Проте синтез великого числа одинаковых молекул можливий, оскільки молекулы ДНК є носіями спадкової інформації, то-то в них записана інформація про всіх білках клітини і організму в цілому.

У белоксінтезірующую систему входить: система нуклеїнових кислот, що складається з ДНК і РНК, рибосомы і ферменты. Вся інформація, укладена в молекулах ДНК, на початку переноситься на іРНК, яка потім програмує синтез білків клітини. ДНК матрица іРНК матрица Білок

Це положения молекулярної біології було сформовано на початку 50-х років 20 ст англ. вченим Ф. Криком. Отже, давайте розберемо, що означає дана формула. ДНК матрица іРНК матрица Білок

Молекула ДНК є матрицею, обо основою (шаблоном) для синтезу великої кількості іРНК (хочу при цьому структура ДНК не змінюється). іРНК, у свою чергу є матрицею обо основою для побудови безлічі білкових молекул. (на малюнку червоном кольором показано)

Ділянка молекулы ДНК неси інформацію про одну поліпептидного ланцюга, називається геном. Кожна молекула ДНК містить безліч різних генів, тому інформацію ДНК називають генетичною. У геномі людини близько 50 тысяч генів, які знаходяться в 23 хромосомах. Таким чином, ген - це одиниця спадкової інформації.

Перший этап перенесиння генетичної інформації з ДНК у клітину полягає в тому, що генетична інформація у вигляді послідовності нуклеотидів ДНК переводиться в послідовність нуклеотидів іРНК.

Цей процессс отримав назву транскрипції від лат. «Transcriptio» - переписування. Транскрипція, обо біосинтез іРНК на вихідної ДНК, здійснюється в ядрі клітини ферментативным шляхом за принципом компліментарності.

По довжині іРНК в сотні тысячі разів коротше ДНК, т.к. іРНК знімає копію не всієї молекулы ДНК, а тільки одного гена обо групи генів, що несуть інформацію про структуру білків, необхідних для виконання однієї функції.

Спеціальний фермент РНК- полімераза приєднується до певної послідовності нуклеотидів ДНК - гену промотор, який необхідний для того, щоб синтез іРНК був початий строго на початку гена. Рухаючись по ланцюгу ДНК уздовж необхідного гена, РНК- полімераза підбирає за принципом компліментарності нуклеотиды і з'єднує їх в ланцюжки у вигляді молекулы іРНК. Наприкінці гена обо групи генів фермент зустрічає сигнал (у вигляді певної послідовності нуклеотидів ), що означає кінець СТОП переписування. Готова іРНК відходить від ДНК і прямує до місця синтезу білка. На цьому 1 этап біосинтезу білка - транскрипція закінчується.

От транскрипции мы переходим к другому процессссу который получил название трансляции от лат слова «translatio» - перевод. Правильный перенос информации от иРНК к полипептиду обеспечивается за счёт рибосом, которые являются центрами синтеза белка. Какие особенности в строении рибосом? Рибосомы – это немембранные органеллы клетки, состоящие из 2-х субъединиц

Природа створила універсальну організацію рибосом. У всіх живих організмах рибосомы в клітці побудовані за єдиним планом: вони складаються з 2- х субодиниць - великої і малої.

Мала субодиниця відповідає за генетичні, декодуючі функції; велика - за біохімічні, ферментативні. У малій субодиниці рибосомы розрізняють функціональний центр (ФЦР) з 2-ма ділянками - акцепторным і донорном. У ФЦР може перебувати шість нуклеотидів іРНК

У процесссі синтезу білка рибосома захищає іРНК і синтезується білок від руйнуючої дії клітинних ферментів. Механізм захисної дії полягає а тому, що нитка іРНК проходить між великої і малої субодиницями рибосомы, а початкова части на знову синтезованого білка знаходиться в канал о подобной структурі великої субодиниці.

Однак у ході вивчення механізмів біосинтезу білка було з'ясовано, що сама амінокислота в кілька разів меньше, ніж кодує її триплет нуклеотидів. Що ж тоді здійснює зв'язок і кореляцію між амінокислотою і триплетом іРНК? У клітці є спеціальні освіти - це тРНК, які транспортують до місця синтезу білка.

Синтез поліпептидного ланцюга білкової молекулы починаються з активізації амінокислот, яку здійснюють спеціальні ферменты - кодази.

Кодази володіють даже высокою специфічністю як щодо амінокислоти, так і щодо тРНК. Кожній амінокислоті відповідає як мінімум один фермент - кода за, то-то їх всього не меньше двадцати. Кодаза, пов'язуючи амінокислоту і відповідні тРНК, забезпечує приєднання амінокислоти до акцепторному ділянці тРНК з витратою АТФ

Функціонування рибосомной системы починається з взаємодії іРНК з субодиницею рибосомы, до донорно ділянці якої приєднується инициаторного тРНК, завжди метіонінових.

Будь поліпептидний ланцюг починається з метіоніну, який надалі відещеплюється. Синтез поліпептиду йде від N-кінця до С-кінця, то-то полипептидная зв'язок звертається між карбоксильної группою першої та аминогруппой другой амінокислоти.

Далі до утворився комплексу приєднується велика субодиниця рибосомы, після чего весь рибосомну комплекс починає переміщатися уздовж іРНК. При цьому акцепторні ділянку ФЦР знаходиться попереду, а донорный ділянку - заду.

До акцепторному ділянці находить другой тРНК, чий антикодон компліментарний кодону іРНК, що знаходиться в даній ділянці ФЦР. Між метіоніном і амінокислотою акцепторного дільниці утворюється пептидний зв'язок, після чего метіонінових тРНК від'єднується, а зростаючу ланцюг білка акцептує (приєднує) 2- я тРНК. Після утворення пептидного зв'язку тРНК переміщається в донорный ділянку ФЦР. Одночасно з цим рибосома цілком пересувається в напрямку наступного кодону іРНК, а метіонінових тРНК виштовхується в цитоплазму.

У звільнену акцепторні ділянку приходить нова тРНК, пов'язана з амінокислотою, яка шифрується черговим кодоном іРНК. Знову відбувається утворення пептидного зв'язку, і білкова молекула подовжується еще на одну ланку. З'єднання амінокислот в поліпептидних ланцюг здійснюється в місці выходу канал о подобной структуры і по завершенні синтезу через пору в мембрані ЕРС находить в її внутрішній простір для остаточного формування і транспорту за місцем призначення. Трансляція йде до тих пір, попки в акцепторні ділянка не потратить стоп- кодон, який є « знаком пунктуації » між генами. На цьому елонгація, то-то зростання поліпептидного ланцюга, завершується.

Поліпептидний ланцюг відділяється від тРНК і попкидає рибосому, яка в подальшому розпадається на субчастіци. Процес завершения синтезу білкової молекулы називається термінації.

Для збільшення ефективності функціонування іРНК часто з'єднується не з однією, а з кількома рибосомами. Такий комплекс називається полисомой, на якому протікає одночасний синтез кількох поліпептидних ланцюгів. Таким чином, процессс синтезу білка являє собою серію ферментативних реакцій, що йдуть з витратою енергії АТФ.

З якою ж швидкістю здійснюється реакції синтезу білка? Давайте вирішимо завдання! Яка швидкість синтезу білка у вищих організмів, якщо на складання інсуліну, що складається з 51 амінокислотного залишку, витрачається 7,3 сек? Рішення: 51:7,3 = 7 (амінокислот в 1 сек.) Відповідь: в 1 сек. зливається 7 амінокислот.

Дійсно, швидкість пересування рибосомы по іРНК становить 5-6 триплетів в секунду, а на синтез білкової молекулы, що складається із сотень амінокислот, клітці потрібно 1-2 хвилини. Інсулін є 1 білком, синтезованим штучно. Але для цього треба було провести 5000 операцій, над яким працювало 10 чоловік протягом 3 років.

Биосинтез Транскрипция Трансляция Что необходимо? 1. Цепь ДНК – матрица 2. Свободные рибонуклеотиды (А,Г,У,Ц ) 3. Фермент РНК- полимераза 1. иРНК (кодирует последовательность аминокислот) 2. Рибосомы / полисомы 3. Свободная аминокислота (20) 4. Ферменты 5. Источник Е (АТФ) 6. тРНК (более 30 видов, комбинаций) Где происходит? Протекает в ядре Протекает 1. В цитоплазме на нужды кл. 2. из ЭПС АГ из кл. Что образуется? и РНКБелок первичного уровня белок

І так, ми вивчили даже важливий процессс! Процес біосинтезу білка в організмі. Ви побачили, як даже складно влаштовані процессси, протікають в організмі в лічені хвилини. Біосинтез білка по праву займають даже важливу роль.