Методическое пособие для самостоятельной работы студентов на уроках по предмету Биология



страница70/204
Дата24.10.2018
Размер5.43 Mb.
ТипМетодическое пособие
1   ...   66   67   68   69   70   71   72   73   ...   204

Биосинтез белка


Каждая живая клетка создаёт вещества, образующие её организм. Этот процесс называют биосинтезом. Реакции, обеспечивающие этот процесс, ферментативные, связаны с потреблением энергии и функцией внутриклеточных структур. Например, синтез углеводов в растительной клетке связан с энергией света и хлоропластами, а биосинтез белка — с энергией химических связей АТФ и рибосомами.

В биосинтезе молекул белка участвуют 20 видов аминокислот, разные виды РНК и многочисленные рибосомы, расположенные на мембранах ЭПС.

Биосинтез протекает в течение всей жизни клетки, но для каждого вида ткани характерны специфические белки. В костной ткани это оссеин, в мышечной — актин и миозин, в крови фибриноген, антитела и др. Каждый белок имеет свой состав аминокислот и последовательность их соединения, что определяет функции и свойства белковой молекулы.

Для продолжения изучения темы вам необходимо вспомнить особенности строения молекулы ДНК.

ДНК служит матрицей для синтеза и-РНК, которая переносит наследственную информацию из ядра к рибосоме, месту синтеза полипептидной цепи.

 c:\documents and settings\уваров\рабочий стол\attach\140048.png



Рис. 1. Локализация биосинтеза белка в клетке

Возникшая цепочка и-РНК через некоторое время отделяется от ДНК, направляется через ядерные поры в каналы ЭПС и доставляется на рибосомы. Синтез и-РНК происходит на одной из нитей ДНК, точка начала синтеза — промотор, точка окончания — терминатор. Процесс синтеза и-РНК называют транскрипция. и-РНК — это продукт, содержащий копии гена или группы генов.

К месту сборки белка поступают аминокислоты. Сюда их доставляют т-РНК. Эти молекулы имеют форму клеверного листа, на вершине которого находятся три нуклеотида — триплет, или антикодон, кодирующий определённую аминокислоту.c:\documents and settings\уваров\рабочий стол\attach\112791.jpg

 Рис. 2. Строение т-РНК

Каждая т-РНК может соединиться лишь с одной молекулой аминокислоты и доставить её к рибосоме. Например: антикодон в т-РНК АЦГ комплементарен триплету УГЦ в и-РНК. Эти два триплета кодируют аминокислоту серин. В ДНК серину будет соответствовать триплет АЦГ. Сравнение триплетов ДНК и т-РНК показывает, что они одинаковы.

arrow_def Трансляция (от лат. translatio — «передача») — процесс синтеза полипептидных цепей на матрице информационной РНК в рибосомах.

На и-РНК нанизывается рибосома, и начинается синтез белка. В двух активных центрах рибосомы7nbsp;— А — аминокислотном и Р — пептидном — помещается всего шесть нуклеотидов и-РНК (два триплета). К центру А из цитоплазмы всё время подходят разные т-РНК с аминокислотами. Здесь происходит узнавание аминокислот. Если антикодон т-РНК и кодон и-РНК оказываются комплементарными друг другу, то т-РНК вместе с аминокислотой переплывает с помощью ферментов в центр Р, в котором происходит освобождение т-РНК от аминокислоты. Между последней аминокислотой, уже синтезированной части белка, и вновь доставленной аминокислотой возникает пептидная связь.



140069 

Рис. 3. Рибосомы, их строение и функциональные центры

112829  Рис. 4. Схема синтеза молекул белка в живой клетке

Молекула т-РНК отдаёт аминокислоту и вновь перемещается в цитоплазму, где снова присоединяет такую же аминокислоту, а рибосома перемещается на один триплет влево. Постепенно за счёт присоединения аминокислот нить белка удлиняется.

Если антикодон т-РНК и кодон и-РНК не комплементарны, то т-РНК с аминокислотой уходят к другим и-РНК и рибосомам.

Рис. 5. Биосинтез белка на полисомахc:\documents and settings\уваров\рабочий стол\attach\112835.jpg

Пептидная цепочка удлиняется до тех пор, пока не закончится трансляция и рибосома не соскочит с и-РНК. Полипептидная цепочка погружается в канал ЭПС и там приобретает вторичную, третичную или четвертичную структуры.c:\documents and settings\уваров\рабочий стол\attach\112796.jpg

Рис. 6. Биосинтез белка

 В процессе биосинтеза белка реализуются функции многих веществ и органоидов клетки и используется энергия АТФ.



140070

Рис. 7. Вещества и структуры клетки, участвующие в синтезе белковой молекулы

Работа генов в любом организме — прокариотическом или эукариотическом — контролируется и координируется.

Различные гены обладают неодинаковой временной активностью. Одни из них характеризуются постоянной активностью. Это гены, которые отвечают за синтез белков, необходимых или организму на протяжении всей жизни, например ферменты.

Большинство генов обладает непостоянной активностью, они синтезируются, когда это необходимо клетке.

Различают структурные и регуляторные белки клетки. Структурные выполняют ферментативную, транспортную и структурную функции, а регуляторные управляют синтезом структурных генов.

Регуляция синтеза белка осуществляется на всех его этапах. Регуляция происходит на генетическом уровне. Есть сложный механизм «включения» и «выключения» генов на разных этапах жизни клетки на уровне оперона.

рисунок - регуляция транскрипции
Рис. 8. Схема регуляции транскрипции

Оперон является функциональной единицей транскрипции у прокариот.

В состав оперона прокариот входят структурные гены и регуляторные элементы. Структурные гены кодируют белки, осуществляющие последовательно этапы биосинтеза какого-либо вещества. Их может быть один или несколько, в ходе транскрипции они работают как единый ген. На них синтезируется единая молекула и-РНК.

  Регуляторные элементы

Промотор — это место начала транскрипции. Оно представлено нуклеотидами ДНК, с которыми связывается белок-фермент РНК-полимераза. Промотор определяет, какая из двух цепей будет служить матрицей для и-РНК.

Оператор — участок связывания регуляторного белка с ДНК. Этот белок репрессор, т.е. подавитель или белок-активатор процесса транскрипции. Оператор — это начало считывания генетической информации. На работу этих белков влияют вещества субстраты, которые могут взаимодействовать с белком-репрессором, освобождая проход для полимеразы, обеспечивая этим синтез и-РНК. Пока репрессор находится на операторе, полимераза не может сдвинуться с места и начать синтез.

Терминатор — участок в конце оперона, сигнализирующий о прекращении транскрипции.  

   


Регуляция генной активности у эукариот сложнее, чем у бактерий.

 В отличие от прокариот, образующиеся в ядре и-РНК подвергаются ряду изменений. Сначала синтезируется длинная и-РНК, а затем ферменты вырезают из неё участки, не несущие информацию о строении белка.



140072

Рис. 9. Схема гена эукариот

Каталог: uploads -> doc
doc -> История урологии среднего урала
doc -> Общероссийское движение «трезвая россия» международная славянская академия союз борьбы за народную трезвость
doc -> Наркотики и здоровье
doc -> Проектная работа по физике «Магнитные бури: мифы и реальность»
doc -> Наука об отрезвлении общества
doc -> Тесты по теме «Класс Птицы»
doc -> Перечень лекарственных препаратов, отпускаемых населению в соответствии с перечнем групп населения и категорий заболеваний, при амбулаторном лечении которых лекарственные препараты и изделия медицинского назначения отпускаются по рецептам врачей


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   66   67   68   69   70   71   72   73   ...   204


База данных защищена авторским правом ©zodorov.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница