Синтез белка на рибосомах PDF Печать E-mail

Как уже говорилось, центрами белкового синтеза в цитоплазме служат очень мелкие частицы — рибосомы. Этот факт был установлен в опытах с применением изотопов. Известно, что живые клетки быстро поглощают радиоактивные аминокислоты из окружающей среды, Если сразу же после добавления меченых аминокислот препарат зафиксировать (убить клетку), то радиоактивные белки удается обнаружить только в рибосомах и нигде больше. Очевидно, именно в этих структурах происходит превращение аминокислот в белки. Возникает следующий вопрос: каким образом информационная РНК переносит информацию, касающуюся структуры белка, от генов к рибосомам? Сами рибосомы содержат большое количество так называемой рибосомной РНК. Информационная РНК передает информацию от генов на рибосомную РНК.

После этого рибосомная РНК приобретает способность связывать аминокислоты в характерной последовательности, задаваемой генетическим кодом, и синтезировать белки, структура которых определяется наследственными свойствами данной клетки. Способность рибосом синтезировать специфические белки можно доказать следующим образом. Рибосомы извлекают из цитоплазмы клеток и помещают в раствор, содержащий набор различных аминокислот.

Поскольку для синтеза белка необходима энергия, в раствор добавляют АТФ (богатое энергией соединение). Спустя некоторое время в растворе появляются молекулы белка, причем их структура оказывается специфичной для белков клетки, из которой были выделены рибосомы. Таким образом, рибосомы используют энергию для того, чтобы связывать различные аминокислоты в строго определенной последовательности, задаваемой полученной от генов информацией; при этом поступившая из ядра информация сохраняется в рибосомах в течение некоторого времени после выделения их из клетки. Однако если прекращается поток информации из ядра, то ее запас в рибосомах постепенно утрачивается.

Мы уже отмечали, что амеба может некоторое время существовать без ядра. Однако, как показывает анализ, содержание белков в цитоплазме при этом все время уменьшается. Первоначально в такой безъядерной клетке рибосомы еще обладают способностью синтезировать белок. Но в дальнейшем белки распадаются в процессе обмена веществ, а новые уже не синтезируются. Кроме того, содержание РНК в цитоплазме тоже постоянно падает, так как отсутствует источник новой РНК, т. е. ядро.

Достоинства такой организации синтеза белков в клетке совершенно очевидны. Прежде всего структура генов в клетке сохраняется неизменной, так как процессы обмена веществ, протекающие в цитоплазме, не затрагивают ядро. От генов информация в виде РНК попадает в цитоплазму. Здесь эта РНК быстро разрушается, распадаясь на составные части; но из ядра поступают новые запасы информации, ибо матрица, при помощи которой изготовляются копии, сохраняется в ядре в неприкосновенности. Такую систему можно сравнить с фонографической записью, хранящейся в хорошо защищенной камере. Эту запись воспроизводят, затем на пластинках и распространяют по всей стране. Пластинки непрочны, они часто бьются или стираются; однако наличие исходной записи позволяет в любой момент выпустить новую партию безупречных пластинок. Если же исходная запись почему-либо окажется  недоступной  для  использования,  то постепенно запас пластинок истощится, и восстановить его будет невозможно.

Интересные статьи по биологии:

1) Молекулы и вещества

2) Диффузия через мембрану