Ядро, рибосоми й синтез білка. Нуклеиновые кислоти й синтез білка

Ви перебуваєте: Ядро, рибосоми й синтез білка

ДНК існує у вигляді двох ниток, або ланцюгів, закручених у подвійну спіраль (мал. 2.10). Кожний ланцюг являє собою лінійний полімер, побудований з нуклеотидов чотирьох типів. До складу кожного нуклеотида входять одна азотиста підстава (аденин, гуанін, цитозин або тимин), цукор ( дезоксиирибоза) і залишок фосфорної кислоти. Ділянка молекули ДНК, що кодує повну амінокислотну послідовність якого-небудь білка, називається геном. Порядок розташування иуклеотидов у тієї або іншому ланцюзі ДНК визначає ту генетичну інформацію, яку несе дана молекула (подібно тому як букви в якому-небудь слові визначають його зміст). Якщо позначити нуклеотиды ( по відповідних до азотистих підстав) як A, G, С и Т, то сказане буде означати, що послідовності -ACGT-, AGCT- і ATCG - містять різну генетичну інформацію.

Інформація, укладена в клітинній ДНК, виконує в клітці дві важливі функції. По-перше, вона забезпечує безперервність ДНК від клітки в клітці, оскільки ДНК відіграє роль матриці також і при своєму власнім відтворенні. По-друге, ця інформація використовується для синтезу специфічних клітинних білків при участі проміжних продуктів- різних типів рибонуклеиновых кислот (РНК). РНК відрізняється від ДНК тим, що вхідний до її складу цукор (рибоза) містить на один атом кисню більше, чим дезоксирибоза ДНК. Однак це на перший погляд незначна відмінність приводить до досить істотних відмінностей у конфігурації й геометрії молекул цих двох нуклеиновых кислот.

Закручування двох спіральних ланцюгів ДНК у подвійну спіраль досягається в результаті утвору між парами підстав водневих зв'язків (приналежних до слабких зв'язків). Аденин і тимин зближаються, наприклад, внаслідок того, що два атоми водню осциллируют між атомами азоту й кисню груп двох сусідніх кілець у молекулах аденина й тимина (мал. 2.10, вставка).

Можна, отже, сказати, що спарювання підстав А и Т, тобто утвір пари А-Т, природно визначається самою структурою цих молекул. Точно так само ( цього разу за рахунок трьох водневих зв'язків) утворюють специфічну пару G-З гуанін і цитозин. Із цієї специфічності випливає, що якщо в матричному ланцюзі закодована яка-небудь інформація, те знову синтезована ланцюг, побудована на цій матриці, неминуче повинна містити комплементарну інформацію. Якщо потім цей новий ланцюг у свою чергу буде використана як матриця, то синтезована на ній ланцюг буде являти собою копію вихідної матриці

У складі подвійної спіралі два ланцюги молекули ДНК тісно закручено одна навколо іншої й тому нездатні брати участь у синтезі, але якщо спіраль розкручується, то здатність до синтезу реалізується, причому проявлятися вона може по-різному. У присутності ферменту Днк-полимеразы й суміші чотирьох дезоксирибонуклеотидов (у формі, багатою енергією, а саме у формі відповідних трифосфатов) синтезується новий ланцюг ДНК, комплементарна існуючої. На іншому етапі клітинного циклу в присутності РнкрПолимеразы й суміші чотирьох рибонуклеотидов (також у формі трифосфатов) на тій же Днк-матриці замість ДНК синтезується РНК. Єдина відмінність у кодуванні підстав полягає в тому, що при синтезі РНК у споруджуваний ланцюг замість тимина, присутнього в ДНК, включається урацил (U). Таким чином, водневі зв'язки А-Т, характерні для ДНК, заміняються в РНК зв'язками А-U; зв'язки G-ІЗ присутні в молекулах обох ці нуклеиновых кислот.

На Днк-матриці синтезуються три види РНК. Рибосомная РНК (ррнк) входить разом з білком до складу рибосом - клітинних органелл, що полягають із двох різних по величині половинок, що мають форму сплюснених сфер, притиснутих одна до іншої. Рибосоми прикріплюються до матричної (інформаційної) РНК (мрнк) меншої своєї субъединицей; група таких рибосом, що прикріпився до нитки мрнк, утворює полірибосому (або полісомові), яка являє собою не що інше, як готовий до дії апарат білкового синтезу. Правильне розташування амінокислот у молекулі синтезованого білка забезпечується тим, що кожна з 20 амінокислот приєднується спочатку до молекули особою, специфічної саме для даної амінокислоти, транспортної РНК (трнк). Наявна в ключовій ділянці цієї молекули трнк послідовність із трьох нуклеотидов 'довідається' ( шляхом утвору водневих зв'язків) комплементарний їй нуклеотидный триплет у пов'язаній з рибосомами ланцюга мрнк і прикріплюється до ланцюга саме в цій крапці. Таким чином, навантажені амінокислотами трнк доставляють ці амінокислоти до зростаючої лінійної послідовності з'єднаних один з одним амінокислот ( тобто до знову синтезованого білка) у зовсім певному порядку. Доставивши амінокислоту на місце, специфічна трнк відділяється від неї й знову виявляється готової для чергового циклу переносу амінокислоти. У певній крапці ланцюга мрнк є ' стописигнал'инуклеотидный триплет, що обриває синтез і зухвалий відділення готового білка від рибосоми. Кожна з одиниць цього ансамблю (рибосома, трнк, мрнк) може брати участь у такому циклі багато раз підряд, хоча всі вони, зрозуміло, в остаточному підсумку приречені на розпад і, виходить, періодично повинні обновлятися