Синтез белка и РНК PDF Печать E-mail

Принцип комплементарности лежит также в основе транскрипции. Синтез молекулы РНК осуществляет фермент — РНК-полимераза. Используя ДНК как матрицу, РНК-полимераза движется по ней в направлении от 3- к 5- концу и строит комплементарную цепь. Скорость транскрипции — примерно 50
нуклеотидов в секунду. Молекулы РНК гораздо короче молекул ДНК, поэтому каждая молекула ДНК служит матрицей для синтеза множества различных РНК.

В природе существуют еще и другие матричные синтезы нуклеиновых кислот: синтез РНК по матрице РНК и синтез ДНК по матрице РНК. Они происходят в клетках при размножении некоторых вирусов и осуществляются специальными ферментами. При трансляции по матрице РНК строится молекула полипептида. Каким же образом происходит перевод информации с "языка" нуклеотидов на "язык" аминокислот? Он осуществляется в два этапа.

На первом этапе специальные ферменты со сложным названием — аминоацил-тРНК-синтетазы — связывают аминокислоты с небольшими молекулами РНК, называемыми транспортными (тРНК). Транспортных РНК в клетках живых организмов несколько десятков типов, незначительно отличающихся друг от друга по своей первичной структуре. Специфичность действия ферментов-синтетаз очень высока, они соединяют каждую аминокислоту только со “своей” тРНК.
На втором этапе происходит взаимодействие участка тРНК с мРНК. Длина участка взаимодействия — три нуклеотида. Если эти три нуклеотида иРНК комплементарны трем соответствующим нуклеотидам тРНК, то аминокислота отсоединяется от тРНК и присоединяется к растущей полипептидной цепочке, т.е. принцип комплементарности нуклеотидов лежит в основе не только синтеза нуклеиновых кислот, но и синтеза полипептидов.

Тройки нуклеотидов иРНК, определяющие, какая аминокислота будет присоединена, назвали кодонами. Словарь кодонов получил название генетического кода (греч. genetikos -относящийся к рождению). Код, или шифр, — это система символов для перевода одной формы информации в другую. Генетический код — это система записи информации о последовательности расположения аминокислот в белках с помощью последовательности расположения нуклеотидов в информационной РНК.

Какими же свойствами обладает генетический код?


Прежде всего, код триплетен. Из 4 нуклеотидов можно создать 64 различные комбинации по 3 нуклеотида в каждой (4 X 4 X 4 = 64). 61 триплет кодирует 20 аминокислот. Остальные три триплета — УАА, УАГ, УГА — используются как знаки препинания и означают конец синтеза полипептида.
Таким образом, большинство аминокислот шифруется более чем одним кодоном, т.е. код вырожден.

Каждый конкретный нуклеотид входит в состав только одного кодона, т.е. принимает участие в шифровке только одной аминокислоты. Другими словами, кодоны не перекрываются.

Код непрерывен, — между триплетами внутри кодирующей полипептид последовательности нет знаков препинания. Поэтому выпадение или вставка одного нуклеотида сильно меняет смысл прочитанного. Нарушение смысла возникает и при выпадении или вставке двух нуклеотидов. Белок, который будет считываться с такого "испорченного" гена, не будет иметь ничего общего с тем белком, который кодировался нормальной последовательностью. Если же произойдет выпадение или вставка трех нуклеотидов, то в считанной аминокислотной последовательности исчезнет или появится одна аминокислота.

Код универсален. Генетический код един для всех живущих на земле существ. У бактерий и грибов, пшеницы и хлопка, рыб и червей, лягушки и человека одни и те же триплеты кодируют одни и те же аминокислоты.

Скорость трансляции у животных и растений, т.е. скорость движения рибосомы, составляет примерно 2 аминокислоты в секунду. У бактерий она почти в 10 раз выше. Считывание информации идет таким образом, что первый триплет с 5-конца молекулы иРНК соответствует первой аминокислоте с N-конца полипептида.

Интересные статьи по биологии:

1) Строение генов

2) Самосборка микротрубочек и ее регуляция