Презентация по биологии на тему Биосинтез белка

Активация аминокислот Этот этап протекает в цитоплазме. Каждая из 20 аминокислот ковалентно присоединяется к определенной транспортной РНК используя для этого энергию АТФ. Активация аминокислот происходит под действием специфичных ферментов аминоацилт-РНКсинтетаза. Это процесс протекает в 2 стадии.

Этапы биосинтеза Синтез белка протекает в 5 этапов Активация аминокислот Инициация полипептидной цепи Элонгация Терминация Сворачивание (процессинг)

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Новообразование аминокислот Прямое аминирование непредельных кислот довольно редкая реакция характерная для бактерий и некоторых растений Аминирование фумаровой кислоты

Новообразование аминокислот Фумаровая кислота в организме образуется в результате синтеза мочевины или в цикле Кребса. Восстановительное аминирование для кетокислот.

Новообразование аминокислот Другой кислотой подвергающийся активному восстановительному аминированию является ПВК Аспаргиновая, глутаровая кислоты и аланин называют первичными аминокислотами, а все остальные вторичные, т.к. они могут быть получены из первичных в результате биохимических реакций.

Строение рибосом Рибосомы эукариот и прокариот отличаются друг от друга. Любая рибосома состоит из 2-х частиц малой и большой. Рибосома прокариот имеет обозначение 70S она состоит из большой 50S и малой 30S. Рибосомы эукариот обозначаются 80S и состоит из большой 60S и малой 40S.

Инициация полипептидной цепи Этот этап является точкой отсчета биосинтеза белка. Он требует соблюдения ряда условий. В частности: Наличие в системе 70S или 80S рибосом Инициаторной аминоацил т-РНК Инициирующих кодонов в составе матричной РНК Белковых факторов инициации

Инициация полипептидной цепи Имеются экспериментальные доказательства, что бактерии инициаторной аминоацил т-РНК являются формилметионин т-РНК

Инициация полипептидной цепи Инициация происходит при наличии трех белковых факторов инициации: IF1, IF2, IF3. 30S субчастицы рибосомы присоединяются белковый фактор IF3. Он готовит ее к присоединению комплекса состоящего из формилметионин т-РНК, IF1, IF2, ГТФ. 30S субчастица IF3 Формил- Метионин т-РНК IF1 IF2 ГТФ

Инициация полипептидной цепи 30S субчастица с присоединенным комплексом располагается на определенном участке и-РНК, а белковый фактор IF3 покидает сферу реакции. К ним приближается 50S субчастица, а белковый фактор IF1 покидает сферу реакции. 30S субчастица IF3 IF1 Формил- Метионин т-РНК IF2 ГТФ 50S субчастица и-РНК

Инициация полипептидной цепи В результате образовалась 70S рибосома готовая к трансляции состоящая из двух субъединиц, формилметионин т-РНК, IF2, ГТФ, расположенная на определенном участке и-РНК. Такая рибосома называется транслирующая. 30S субчастица Формил- Метионин т-РНК IF2 ГТФ 50S субчастица и-РНК

Элонгация Этот процесс связан с большой субчастицей 50S рибосомы содержащей 2 центра аминоацильный и пептидильный. В пептидильном (П) центре находится формилметионин т-РНК, а аминоацильный (А) центр свободен. К (А) подходит т-РНК с новой аминокислотой. Если кодон и-РНК соответствует антикодону т-РНК (по принципу комплеминтарности), то аминокислота остается в центре. Под действием IF2 ГТФ расщепляется и выделившейся энергии достаточно для передвижения рибосомы на 1 триплет по и-РНК

Элонгация Под действием фермента пептидил-трансферазы 1 аминокислота соединяется мо 2-й аминокислотой и образуется дипептид. А под влиянием фермента пептидилтранслоказа рибосома перемещается на 1 триплет , а образо-вавшийся дипептид снова оказывается на (П), а (А) свободен. Таким образом на стадии элонгации происходит наращивание полипептидной цепи по 1 аминокислоте в строгом соответствии с порядком триплета или кодонов в молекуле м – РНК.

(А) (П) Малая субчастица Большая субчастица и-РНК

Терминация Завершение синтеза полипептидной цепи в 70S рибосоме наступает тогда, когда встречаются в и-РНК бессмысленные кодоны (стоп - кодоны): УАГ, УАА, УГА. В результате терминации происходит отделение белковой молекулы от рибосомы. 70S рибосома распадается на 2 субчастицы, которые вновь могут быть использованы для биосинтеза.

(А) (П) Малая субчастица Большая субчастица и-РНК УАГ

Сворачивание (процессинг) Чтобы принять биологическую форму, полипептид должен свернуться, образуя определенную пространственную конформацию. Процессинг осуществляемый ферментами заключается в следующем: Удаление инициирующих аминокислот Удаление лишних аминокислотных остатков Присоединение простетических групп Процессинг – ковалентная модификация.

Схема структуры белка

Понятие о генетическом коде Генетический код – это система зашифровки генетической информации в молекуле ДНК в виде последовательности размещения нуклеотидов. Наследственная информация в молекуле ДНК записывается 4 нуклеотидами (А,Г, Т, Ц), а в молекуле белка таких «букв» 20. получается что для кодирования аминокислоты необходимо более одного основания. Одну аминокислоту кодируют три азотистых основания.

Понятие о генетическом коде Природа триплетного кода была расшифрована в 1961 году М. Ниренбергом. Он расшифровал УУУ. В 1962 году С. Очоа расшифровала остальные триплеты.

Понятие о генетическом коде Свойства генетического кода Триплетность – каждой аминокислоте соответствует свой триплет Неперекрываемость каждый из триплетов генетического кода независим друг от друга Вырожденность – каждой аминокислоте соответствует только определенные кодоны, которые не могут используются для другой аминокислоты. Коллиниарность – соответствие линейной последовательности кодонов матричной РНК и аминокислот в белке. Универсальность – все свойства генетического кода характерны для живых организмов

Регуляция синтеза белка Механизм регуляции генетического кода был открыт французскими учеными Ф. Жакобом и Ж. Моно в 1961 г. на бактериях и получил название механизма индукции-репрессии. Было установлено, что синтез соответствующих белков – ферментов – индуцируется веществом, служащим субстратом и необходимым для нормальной жизнедеятельности клетки.

Регуляция синтеза белка Механизм индукции-репрессии обеспечивает включение в работу тех генов, которые синтезируют необходимые на данном этапе жизнедеятельности клетки ферменты. Работа генов прекращается, когда деградируемый данными ферментами субстрат израсходован или когда синтезируемое данными ферментами вещество находится в избытке. У высших организмов процесс регуляции работы генов осуществляется более сложно: у животных важную роль в этом процессе играют гормоны, клеточные мембраны, у растений - условия внешней среды, в том числе и окружающие клетки.

Регуляция биосинтеза белка Раскрытие механизма регуляции генетического кода показало сложное строение локализованного в молекуле ДНК генетического аппарата. Гены, непосредственно кодирующие синтез соответствующих ферментов, называют структурными генами. Они входят в состав оперона, работу которого регулирует ген-регулятор. Как правило, структурные гены в опероне находятся в состоянии репрессии. Ген-регулятор расположен на особом участке молекулы ДНК и кодирует синтез специального белка, называемого репрессором. Работой структурных генов управляют находящиеся в опероне гены, не имеющие кодирующих функций. Их называют акцепторными генами. Система акцепторных и структурных генов образует единицу генетической регуляции, или оперон.