Содержание:

  1. Синтез белка в цитоплазме: процессы и результаты
  2. Аминоацилсинтетазы: сложное понятие простым языком
  3. Инициирующий комплекс: формирование и транслокация

Доля белка в клетке действительно очень велика и составляет более половины её массы. Исходя из этого положения, синтез белка приобретает важность и выступает в качестве главного источника поддержания составляющих клетки и их гармоничного функционирования. Белок помогает клетке расти и развиваться своевременно, быстро и правильно, поэтому биосинтез важно изучать и применять. Что же такое биосинтез? Это, в первую очередь, все те процессы в ядре у эукариот, которые постепенно и целенаправленно переходят в цитоплазму. Важно понимать при этом, что данный процесс не хаотичен и имеет чётко выраженные этапы, среди которых можно назвать транскрипцию и трансляцию, то есть перенос информации с ДНК на РНК и преобразование нуклеотидного кода в аминокислоту.

Наравне с вопросами, возникающими по поводу самого процесса биосинтеза, нам важно понимать, как вообще происходит регуляция экспрессии генов. Ответ на этот вопрос позволит получить представление о том, как функционирует клетка сама по себе и как функционирует клетка в единении.

Синтез белка в цитоплазме: процессы и результаты

Определение 1
Биосинтез белка – это многоэтапный, когда белки формируются и созревают под действием ферментов.

Чаще всего биосинтез подразумевает синтез полипептидных цепей из аминокислот, происходящий на рибосомах (с участием молекул РНК). Это очень сложный процесс, и чтобы учесть все нюансы, потребуется много времени и нужных знаний. Важно понимать, что здесь не обойтись без ионов-активаторов и привлечении дополнительной энергии. Для того, чтобы не распыляться на формулировки и не описывать очевидные вещи, перейдём к рассмотрению этапов этого процесса. Они выглядят следующим образом:

  • Сначала зрелая мРНК выходит в цитоплазму;
  • Далее активируются аминокислоты и образуется инициирующий комплекс;
  • На третьем этапе строится полипептидная последовательность (то есть элонгация);
  • Далее синтез завершается, и мы получаем первичную структуру (терминация);
  • На последнем этапе образуются структуры белка.

Определение 2
Активация аминокислот — это процесс, когда карбоксильная группа аминокислот присоединяются к тРНК, которая имеет подходящий антикодон (то есть тот, который сочетается с генетическим кодом). При этом процессе используется энергия.

Аминоацилсинтетазы: сложное понятие простым языком

Фактически, длинное название в заголовке — это группа тех ферментов, которые являются катализаторами. У многих возникает вопрос относительно того, как по итогу будет называться соединение, если даже название группы сложно озвучить. Но его и не надо озвучивать. Чтобы назвать полученное соединение, достаточно прибавить к названию аминокислоты окончание – ил.
Важно обозначить такое понятие как инициирующий комплекс, которое обозначает тотимпульс и ту систему, с которой начинается синтез. Этот комплекс состоит из стартовой аминокислоты-тРНК, рибосомы и зрелой мРНК. Сначала образуется пептидная связь. У эуакариот этот процесс начинается в цитоплазме.

Ещё одно важное определение – понятие рибосомы. Они представляют собой такие структуры, которые включают в себя две субъединицы, состоящие из рРНК и белка. При этом у них нет оболочки, но у каждой рибосомы есть Р-участок и А-участок. Также важно понимать, что строение рибосом практически не варьируется в зависимости от того, к эукариотам или к прокариотам принадлежит организм.

Инициирующий комплекс: формирование и транслокация

Мы уже немного обсудили инициирующий комплекс, но исходя из определения очень сложно понять, как он реализуется на практике. В качестве примера мы возьмёт клетку прокариота. Итак, инициирующий комплекс можно представить, как последовательность таких этапов:

  1. На первом этапе формилмет-тРНК присоединяется к P-участку малой субъединицы рибосомы;
  2. На втором этапе P-участок присоединяется к инициирующей части мРНК;
  3. Далее присоединяется большая субъединица;
  4. Теперь инициирующий комплекс есть, но начался синтез полипептидной цепи (элонгация);
  5. На пятом этапе аминоацил-тРНК определяется по принципу комплементарности;
  6. Происходит работа с ферментами, благодаря чему образуется пептидная связь.

В этом случае очень важно не упускать из виду тот факт, что особенность пептидилтрансферазы заключается в фиксации на рибосоме. Если все действия и расчёты проведены верно, то в качестве результирующей составляющей мы должны прийти к транслокации. Если этот термин пока неизвестен вам, то необходимо его пояснить.

Определение 3
Транслокация представляет собой определённый тип мутаций, в процессе которых происходит смещение на три нуклеотида вдоль молекулы мРНК. Можно выделить два вида транслокации. Первый – редипрокторные, то есть те, что возникают при процессе, когда два фрагмента меняются местами. Второй – робертсоновские, то есть такие, когда две нормальные хромосом из пары части двух хромосом отрываются и снова прикрепляются к другим хромосомах. Таким образом, в зависимости от функционала хромосом, транслокации могут различаться.

Исследователи данного вопроса осведомлены о том, что разные аминокислоты начинают разные реакции с белками. Но, в то же время, есть информация другого толка, и она противоречит приведённому факту. Эта информация говорит о том, что начальными аминокислотами при любом раскладе являются фиксировано формилметионинова или метиониновых. Как разрешить это затруднение? Если подумать, что первая аминокислота не образует пептидной связи, а значит трансляция не может быть реализована.

Важно также понимать, что такое терминация, потому что это тоже очень важный процесс. Условно говоря, так называют завершающийся процесс биосинтеза. Он происходит в тот момент, когда срабатывает один из стоп-кодонов, а впоследствии созревает политпептидная цепь(процессинг).

И последнее важное определение, которое хотелось бы здесь обозначить – определение процессинга. Этот процесс является одним из самых сложных в клетке, его детали до конца не изучены и не смогут быть изучены в ближайшей перспективе. Его можно воспринимать как модификации РНК, которые происходят после транскрибирования, причём и у прокариот, и у эукариот трансляция и транскрипция практически синхронные.