Ядро, рыбасомы і сінтэз бялку. Нуклеінавыя кіслоты і сінтэз бялку

Вы знаходзіцеся: Ядро, рыбасомы і сінтэз бялку

ДНК існуе ў выглядзе дзвюх нітак, ці ланцугоў, закручаных у падвойную спіраль (мал. 2.10). Кожны ланцуг уяўляе сабою лінейны палімер, пабудаваны з нуклеотидов чатырох тыпаў. У склад кожнага нуклеотида ўваходзяць адну азоцістую падставу (аденин, гуанин, цитозин ці тимин), цукар (дезокси-рибоза) і рэштка фосфарнай кіслаты. Участак малекулы ДНК, які кадуе поўную амінакіслотную паслядоўнасць якога-небудзь бялку, завецца геном. Парадак размяшчэння иуклеотидов у тым ці іншым ланцугу ДНК вызначае тую генетычную інфармацыю, якую нясе дадзеная малекула (падобна таму як літары ў якім-небудзь слове вызначаюць яго сэнс). Калі пазначыць нуклеотиды (па адпаведных азоцістых падставах) як A, G, З і Т, тое сказанае будзе азначаць, што паслядоўнасці -ACGT-, AGCT- і ATCG - утрымоўваюць розную генетычную інфармацыю.

Інфармацыя, складзеная ў клеткавай ДНК, выконвае ў клетцы дзве важныя функцыі. Па-першае, яна забяспечвае бесперапыннасць ДНК ад клеткі ў клетцы, паколькі ДНК мае ролю матрыцы таксама і пры сваім уласным прайграванні. Па-другое, гэта інфармацыя выкарыстоўваецца для сінтэзу спецыфічных клеткавых бялкоў пры ўдзеле прамежкавых прадуктаў- розных тыпаў рібанукляінавых кіслот (РНК). РНК адрозніваецца ад ДНК тым, што ўваходны ў яе склад цукар (рибоза) утрымоўвае на адзін атам кіслароду больш, чым дезоксирибоза ДНК. Аднак гэта на першы погляд малаважнае адрозненне прыводзіць да вельмі істотных адрозненняў у канфігурацыі і геаметрыі малекул гэтых дзвюх нуклеінавых кіслот.

Закручванне двух спіральных ланцугоў ДНК у падвойную спіраль дасягаецца ў выніку адукацыі паміж парамі падстаў вадародных сувязяў (прыналежных да ліку слабых сувязяў). Аденин і тимин збліжаюцца, напрыклад, з прычыны таго, што два атама вадароду асцылююць паміж атамамі азоту і кіслароду груп двух суседніх кольцаў у малекулах аденина і тимина (мал. 2.10, устаўка).

Можна, такім чынам, сказаць, што спарванне падстаў А і Т, т. е. адукацыя пары А-Т, натуральнай выявай вызначаецца самай структурай гэтых малекул. Сапраўды гэтак жа (гэтым разам за кошт трох вадародных сувязяў) утвораць спецыфічную пару G-З гуанин і цитозин. З гэтай спецыфічнасці варта, што калі ў матрычным ланцугу закадавана якая-небудзь інфармацыя, то зноў сінтэзаваны ланцуг, пабудаваная на гэтай матрыцы, непазбежна павінна ўтрымоўваць камплементарную інфармацыю. Калі затым гэты новы ланцуг у сваю чаргу будзе скарыстана як матрыца, то сінтэзаваная на ёй ланцуг будзе ўяўляць сабою копію зыходнай матрыцы.

У складзе падвойнай спіралі два ланцугі малекулы ДНК цесна закручаны адна вакол іншай і таму няздольныя ўдзельнічаць у сінтэзе, але калі спіраль раскручваецца, то здольнасць да сінтэзу рэалізуецца, прычым выяўляцца яна можа па-рознаму. У прысутнасці фермента ДНК-полимеразы і змясі чатырох дезоксирибонуклеотидов (у форме, багатай энергіяй, а менавіта ў форме адпаведных трифосфатов) сінтэзуецца новы ланцуг ДНК, камплементарная існай. На іншым этапе клеткавага цыклу ў прысутнасці РНК-полимеразы і змясі чатырох рибонуклеотидов (таксама ў форме трифосфатов) на той жа ДНК-матрыцы замест ДНК сінтэзуецца РНК. Адзінае адрозненне ў кадаванні падстаў складаецца ў тым, што пры сінтэзе РНК у які будуецца ланцуг замест тимина, што прысутнічае ў ДНК, уключаецца урацил (U). Такім чынам, вадародныя сувязі А-Т, характэрныя для ДНК, замяняюцца ў РНК сувязямі А-U; сувязі G-З прысутнічаюць у малекулах абедзвюх гэтых нуклеінавых кіслот.

На ДНК-матрыцы сінтэзуюцца тры выгляду РНК. Рибосомная РНК (ррнк) уваходзіць разам з бялком у склад рыбасом - клеткавых арганэл, якія складаюцца з двух розных па велічыні паловак, што маюць форму пляскатых сфер, прыціснутых адна да іншай. Рыбасомы прымацоўваюцца да матрычнай (інфармацыйнай) РНК (мрнк) меншай сваёй субадзінкай; група такіх рыбасом, якая прымацавалася да ніткі мрнк, утворыць полирибосому (ці полисому), якая ўяўляе сабою не што іншае, як гатовы да дзеяння апарат бялковага сінтэзу. Правільнае размяшчэнне амінакіслот у малекуле сінтэзаванага бялку забяспечваецца тым, што кожная з 20 амінакіслот далучаецца спачатку да малекулы асобай, спецыфічнай менавіта для дадзенай амінакіслаты, транспартнай РНК (трнк). Наяўная ў ключавым участку гэтай малекулы трнк паслядоўнасць з трох нуклеотидов 'пазнае' (шляхам адукацыі вадародных сувязяў) камплементарны ёй нуклеотидный трыплет у злучанай з рыбасомамі ланцуга мрнк і прымацоўваецца да ланцуга менавіта ў гэтай кропцы. Такім чынам, нагружаныя амінакіслотамі трнк дастаўляюць гэтыя амінакіслоты да якая расце лінейнай паслядоўнасці злучаных адзін з адным амінакіслот (т. е. да зноў сінтэзаванага бялку) у зусім вызначаным парадку. Даставіўшы амінакіслату на месца, спецыфічная трнк адлучаецца ад яе і зноў апыняецца гатовай для чарговага цыклу пераносу амінакіслаты. У вызначанай кропцы ланцуга мрнк маецца 'стоп-сігнал'-нуклеотидный трыплет, які абрывае сінтэз і задзірлівы аддзяленне гатовага бялку ад рыбасомы. Кожная з адзінак гэтага ансамбля (рыбасома, трнк, мрнк) можа ўдзельнічаць у такім цыкле шмат разоў запар, хоць усе яны, зразумела, у канчатковым рахунку асуджаны на распад і, значыць, перыядычна павінны абнаўляцца.