Презентация Биосинтез белка

«Жизнь – есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своей сути в постоянном самообновлении химических составляющих частей этих тел» Ф. Энгельс

Функции белка в клетке:

• Ферментативная

• Защитная

( пепсин , катализирующий расщепление белка в желудке)

( лизоцим , антибиотик слюны и слез)

• Строительная

• Транспортная

( кератин , рогового слоя кожи, волос и ногтей)

( гемоглобин крови)

• Регуляторная

• Запасающая

(гормон инсулин )

(яичный альбумин )

• Двигательная

( миозин мышечных тканей)

СЛОВАРЬ

Биосинтез — образование органических веществ, происходящее в живых клетках с помощью ферментов и внутриклеточных структур

От греч. bios – «жизнь»,

synthesis - «соединение»

Биосинтез

Биосинтез углеводов

Биосинтез белков

Энергия

химических связей

Энергия

света

Солнце

АТФ

СЛОВАРЬ

Биосинтез белка — сложный многостадийный процесс синтеза полипептидной цепи из аминокислотных остатков, происходящий на рибосомах клеток живых организмов с участием молекул мРНК и тРНК.

Ферменты

Аминокислоты

Биосинтез

белка

РНК – рРНК, тРНК, иРНК

Рибосомы

Вещества и структуры клетки, участвующие в биосинтезе белка :

ДНК

Содержит информацию о структуре белка. Служит матрицей для синтеза белка.

и-РНК

Переносчик информации от ДНК к месту сборки белковой молекулы. Содержит генетический код.

т-РНК

Кодирующие аминокислоты и переносящие их к месту биосинтеза на рибосоме. Содержит антикодон.

Рибосомы

Органоид, где происходит собственно биосинтез белка.

Ферменты

Катализирующие биосинтез белка.

Аминокислоты

Строительный материал для построения белковой молекулы.

АТФ

Вещество, обеспечивающее энергией все процессы.

ДНК → иРНК → белок

http://wsyachina.narod.ru/biology/life_genesis_12/5.jpg

Раскручивание участка ДНК

Дочерние цепи

Родительская цепь

http://wsyachina.narod.ru/technology/sequencing_dna_1/1.jpg

Участок ДНК реплицируется посредством «расстегивания» двойной цепи и достраивания новых цепей

СЛОВАРЬ

Репликация

— процесс удвоения ДНК

Транскрипция

Трансляция

Пострансляционная модификация

СЛОВАРЬ

Транскри́пция («списывание») — процесс синтеза РНК с использованием ДНК в качестве матрицы (перенос генетической информации с ДНК на РНК).

Молекула ДНК

Комплементарная мРНК (иРНК)

Белок

рисунок с сайта vohuman.org

http://img.lenta.ru/news/2005/10/20/dna/picture.jpg

Порядок чередования групп А, У, Г и Ц в получаемой РНК полностью зависит от строения исходной ДНК

Транскрипция

Первый этап биосинтеза белка—транскрипция .

Транскрипция —это переписывание информации с последовательности нуклеотидов ДНК в последовательность нуклеотидов РНК.

В определенном участке ДНК под действием ферментов белки-гистоны отделяются, водородные связи рвутся, и двойная спираль ДНК раскручивается. Одна из цепочек становится матрицей для построения и-РНК. Участок ДНК в определенном месте начинает раскручиваться под действием ферментов.

матрица

А

Т

Г

Г

А

Ц

Г

А

Ц

Т

ДНК

Затем на основе матрицы под действием фермента РНК-полимеразы из свободных нуклеотидов по принципу комплементарности начинается сборка мРНК .

и-РНК

Между азотистыми основаниями ДНК и РНК возникают водородные связи, а между нуклеотидами самой матричной РНК образуются сложно-эфирные связи.

У

А

А

Т

Г

Ц

Ц

Г

У

А

Сложно-эфирная

связь

Ц

Г

Г

Ц

Водородная

связь

У

А

Г

Ц

А

Т

После сборки мРНК водородные связи между азотистыми основаниями ДНК и мРНК рвутся, и новообразованная мРНК через поры в ядре уходит в цитоплазму, где прикрепляется к рибосомам. А две цепочки ДНК вновь соединяются, восстанавливая двойную спираль, и опять связываются с белками-гистонами.

М РНК присоединяется к поверхности малой субъединицы в присутствии ионов магния. Причем два ее триплета нуклеотидов оказываются обращенными к большой субъединице рибосомы.

Mg 2+

мРНК

рибосомы

цитоплазма

ЯДРО

Трансляция

2

Удлинение полипептидной цепи

3

1

Окончание синтеза

Начало синтеза

СЛОВАРЬ

Трансляция — «считывание» генетической информации с иРНК и создание (сборка) полимерной цепи на рибосомах.

Трансляция

Второй этап биосинтеза– трансляция.

Трансляция– перевод последовательности нуклеотидов в последовательность аминокислот белка.

В цитоплазме аминокислоты под строгим контролем ферментов аминоацил-тРНК-синтетаз соединяются с тРНК, образуя аминоацил-тРНК. Это очень видоспецифичные реакции: определенный фермент способен узнавать и связывать с соответствующей тРНК только свою аминокислоту.

Ц

Г

У

Ц

А

У

А

и-РНК

Ц

У

У

Г

А

а/к

а/к

У

Г

У

А

Ц

У

У

Г

а/к

А

У

Г

Далее тРНК движется к и-РНК и связывается комплементарно своим антикодоном с кодоном и-РНК. Затем второй кодон соединяется с комплексом второй аминоацил-тРНК, содержащей свой специфический антикодон.

Антикодон – триплет нуклеотидов на верхушке тРНК.

Кодон – триплет нуклеотидов на и-РНК.

Водородные связи между

комплементарными нуклеотидами

Ц

Г

У

Ц

А

У

А

и-РНК

Ц

У

А

Г

У

У

Г

У

Ц

А

У

А

а/к

а/к

а/к

У

Г

После присоединения к мРНК двух тРНК под действием фермента происходит образование пептидной связи между аминокислотами; первая аминокислота перемещается на вторую тРНК, а освободившаяся первая тРНК уходит. После этого рибосома передвигается по нити для того, чтобы поставить на рабочее место следующий кодон.

Ц

Г

Ц

У

У

А

А

Ц

И-РНК

У

У

А

Г

У

А

Ц

А

У

У

Г

а/к

а/к

а/к

Пептидная

связь

Такое последовательное считывание рибосомой заключенного в и-РНК «текста» продолжается до тех пор, пока процесс не доходит до одного из стоп-кодонов ( терминальных кодонов). Такими триплетами являются триплеты УАА, УАГ,УГА.

Одна молекула мРНК может заключать в себе инструкции для синтеза нескольких полипептидных нитей. Кроме того, большинство молекул и-РНК транслируется в белок много раз, так как к одной молекуле и-РНК прикрепляется обычно много рибосом.

и-РНК на рибосомах

Наконец, ферменты разрушают эту

молекулу и-РНК, расщепляя ее до

отдельных нуклеотидов.

белок

Полисома из печени содержит 12 рибосом, которые выглядят темными пятнами. А цепочка иРНК на снимке не видна.

На одной и-РНК «работают» несколько рибосом. Такой комплекс называется полисома. После завершения синтеза иРНК распадается на нуклеотиды.

Весь цикл процессов, связанных с синтезом одной белковой молекулы, занимает в среднем 1-3 с.

08.02.24

СЛОВАРЬ

Посттрансляционная модификация — формирование вторичной, третичной и четвертичной структуры белка при участии ферментов и с затратой энергии.

Формирование вторичной, третичной и четвертичной структуры белка при участии ферментов и с затратой энергии

третичная

вторичная

четвертичная

http://www.ebio.ru/images/08010502.jpg

• Уникальный «сборочный аппарат»
• Выстраивает определенные аминокислоты в длинную полимерную цепь белка в соответствии с принципом комплементарности

Малая субъединица

Большая субъединица

http://bio-arts.narod.ru/base_bio-arts/base_bio-arts_0001/ba00012/ba00012_w400h438.jpg

ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД – система записи генетической информации в молекуле нуклеиновой кислоты о строении молекулы полипептида, количестве, последовательности расположения и типах аминокислот.

• Многие из 64 триплетных кодонов соответствуют одной и той же аминокислоте
• Генетический код: словарь перевода с языка оснований на язык аминокислот. A — аденин, C — цитозин, G — гуанин, U — урацил (аналог тимина в РНК)

http://elementy.ru/images/news/genetic_code_codon_rus.jpg

СВОЙСТВА ГЕНЕТИЧЕСКОГО КОДА

Триплетность

Однозначность

Вырожденность

(избыточность)

Неперекрываемость

Непрерывность

Универсальность

http://s56.radikal.ru/i154/0809/24/d559d1e29537.jpg