Биосинтез белка в клетке

Вы когда-нибудь задумывались над тем, что же такое биосинтез белков в клетке? Если да, то настала пора разобраться, что же это за процесс и для чего он нужен.

Биосинтез белка — это…

Прежде всего следует определиться с термином биосинтеза. Это производство живыми организмами природных органических соединений.

Если говорить более доступным языком, то это получение самых разнообразных существ за счёт ряда микроорганизмов. Данный процесс напрямую связан со всеми живыми клетками на Земле. Не стоит забывать и про уникальный биохимический состав.

Переписывание и перевод

Эти два этапа являются одними из наиболее важных во всем процессе.

С латинского языка слово «Транскрипция» можно перевести как «переписывание». В данном случае матрицей является дезоксирибонуклеиновая кислота, ведь происходит создание сразу трёх видов рибонуклеиновой кислоты:

• матричной/информационной;
• транспортной;
• рибосомной рибонуклеиновой кислоты.

Но, чтобы реакция осуществилась, требуется полимераза и очень много аденозинтрифосфата.

В результате можно выделить два главных действия:

• Обозначение начала и финала трансляции присоединением информационной РНК.
• Событие, которое осуществляется благодаря сплайсингу. Он способен удалять неинформационные последовательности рибонуклеиновой кислоты. В результате происходит значительное снижение веса матричной РНК(примерно в десять раз).

Слово «трансляция» с латинского можно перевести как «перевод». В сложившейся ситуации применяется информационная рибонуклеиновая кислота, которая берет на себя роль матрицы. В результате запускается процесс создания полипептидных цепочек.

В трансляцию входит целых три этапа, среди которых можно выделить:

1. Инициацию. То есть, формирование комплекса, который принимает активное участие в создании полипептидной цепочки.
2. Элонгацию. Это значительное увеличение размеров сети.
3. Терминация. Заключение процесса, который был упомянут выше.

Схема биосинтеза

Рассмотрим последовательность биосинтеза белка в клетке.

Точкой стыковки любой схемы являются рибосомы. Именно в них и происходит процесс синтезации. Если говорить совсем коротко, то весь процесс протекает по схеме:

ДНК > PHK > белок.

Сперва запускается процесс транскрипции. В результате молекула изменяется и становится одноцепочечной и-РНК. Именно в этой цепочке хранится информация об аминокислотной последовательности белка.

Далее и-РНК делает остановку в рибосома, где и запускается процесс формирования. Изменения происходят за счёт трансляции и формирования полипептидной цепочки. И только после всего этого белок транспортируется в различные места, чтобы выполнять разные функции. Вот каковы особенности биосинтеза белка в клетке.

Последовательность процессов

Процесс биосинтеза белка в клетке является крайне непростым. Как говорилось ранее, в него входит 2 основных этапа: транскрипция и трансляция. При этом транскрибируемый этап условно также можно разделить на две части.

После этого идёт трансляция. В ней принимают активное участие все виды РНК. При этом, у каждого из них своя, особая функция. Информационная берёт на себя роль матрицы. Транспортная отвечает за добавление аминокислот и определение кодонов. Рибосомная РНК, как не трудно догадаться по названию, берёт на себя процесс образования рибосом, которые в ответе за поддержку и-РНК. Транспортная в ответе за синтез полипептидной цепочки.

Какие компоненты клетки участвуют в биосинтезе белка

Мы уже разобрали последовательность процессов при биосинтезе белка в клетке. Осталось лишь определить, какие компоненты во всём этом принимают активное участие.

Биосинтез протекает в две стадии и в каждой из них принимают участие свои компоненты. На первом этапе можно отметить дезоксирибонуклеиновую кислоту, информационную и транспортную рибонуклеиновую кислоту, нуклеотиды.

На второй стадии активное участие принимают и-РНК, т-РНК, рибосомы, нуклеотиды и пептиды.

Особенности реакций биосинтеза

Среди особенностей реакций биосинтеза белка в клетке можно выявить:

В процессе для производства химических реакций применяется энергия АТФ.

В реакции принимают активное участие ферменты, которые помогают значительно ускорить реакцию.

Из-за того что белок синтезируется на и-РНК, то реакция носит матричный характер.

Признаки биосинтеза

Процесс сам по себе достаточно сложный, поэтому определенно стоит узнать, каковы признаки биосинтеза белка в клетке.

Первый признак заключается в наличии ферментов. Без них процесс в принципе был бы невозможен.

Используются все три вида РНК. Таким образом можно сделать вывод, что данный компонент играет решающую роль.

Производством молекул занимаются мономеры. Аминокислоты, если говорить более конкретно.

Необходимо понимать, что специфичность определённого белка напрямую связана с расположением аминокислот.

Это основные признаки биосинтеза белка в клетке.

Значение биосинтеза

Биосинтез является одной из наиболее важных реакций пластического обмена. Стоит отметить, что способность синтезировать белок способны все живые организмы. Это могут быть сложные и простые организмы, грибы, растения и животные. При этом в клетке содержатся тысячи разных белков. Стоит отметить, что в каждом виде клеток содержатся разные виды белков.

Способность воспроизводить белки — это уникальный навык, который передаётся по наследству от одного организма к другому. При этом он сохраняется на протяжении всей жизни. В то время, как клетки растут развиваются, биосинтез белков происходит максимально интенсивно.

Ученые биосинтезом назвали процесс, который состоит из большого количества стадий. На этом этапе происходит синтез белковой макромолекулы и дальнейшее формирование белка в живых организмах.

Фотосинтез обусловлен большими энергетическими затратами. Именно за его счёт клетки обеспечиваются строительным материалом, биологическими катализаторами (ферментами), регуляторами и средствами защиты организма.

Одним из самых важных достижений молекулярной биологии является определение места синтеза белковых макромолекул. В определении структуры синтезируемого белка ДНК играет решающую роль. Именно в ДНК содержится информация о первичной структуре молекулы.

Структура белка — это определённый порядок нуклеотидов в молекулах нуклеиновых кислот. Именно порядок введения задаёт аминокислотных остатков в полипептидную цепь в ходе ее синтеза.

Исследования наглядно демонстрируют, что каждая из аминокислот в полипептидной цепи кодируется последовательностью. Эта последовательность состоит из трех нуклеотидов.

В общей сложности можно выделить двадцать аминокислот. У каждой из них есть возможность кодироваться различными триплетами.

Механизм биосинтеза

Белковые молекулы формируются непосредственно на мембранах эндоплазматических сетей. Рибосома — это органелла. Именно она в ответе за синтез. Рибосомы нанизываются на молекулу и-РНК и начинают формировать полисому. Транспортная РНК несет в себе кислотный остаток, который может подойти ко всем рибосомам.

Транспортная РНК имеет форму трилистника. Самая верхушка представляет собой триплет нуклеотидов или антикодон. Он отвечает за формирование комплементарной пары с соответствующим триплетом информационной рибонуклеиновой кислоты.

В процессе синтеза рибосома надвигается на нитевидную молекулу информационной РНК. В результате она является двумя ее субъединицами.

Присоединение транспортной рибонуклеиновой кислоты и информационной рибонуклеиновой кислоты происходит только в определённом месте. Там, где совпадает кодон и антикодон. За счёт полипептидных связей происходит присоединение аминокислотных остатков к синтезируемой цепи. После этого происходит отсоединение от транспортной РНК и она сразу же покидает рибосому.

На финальном этапе происходит приобретение новым белком пространственной структуры. За счёт определённых ферментов от него начинают отщепляться лишние аминокислотные остатки. В результате запускается процесс введения небелковых фосфатных, карбоксильных и прочих групп, присоединение углеводов, липидов и т. д. Далее белку остаётся лишь «созреть». Когда процессы завершаются, молекула становится на все сто процентов функционально активной.

В состав многоклеточного организма входит большое количество клеточных типов, которые дифференцированы. То есть, они имеют особую структуру и функции. Помимо белков присутствуют клетки, которые отвечают за синтез себе подобных. В этом и заключается основное различие.