Биосинтез белков в живой клетке

К изучению предлагается тема «Биосинтез белков в живой клетке». На этом занятии мы дадим определение биосинтезу и рассмотрим основные этапы образования белка в живой клетке. Вы узнаете, что служит главным поставщиком энергии для большинства процессов биосинтеза, чем определяется его характер.

БИОЛОГИЯ 9 КЛАСС

Тема: Клеточный уровень

Урок 11. Биосинтез белков в живой клетке

Степанова Анна Юрьевна

к. б.н., доц. МГУИЭ

Москва

Здравствуйте, тема нашего сегодняшнего урока – «Биосинтез белков в живой клетке». Сегодня мы дадим определение биосинтезу и рассмотрим основные этапы биосинтеза белка. Каждая клетка синтезирует необходимые ей вещества. Этот процесс называется биосинтезом. То есть, биосинтез — это процесс создания сложных органических веществ в ходе биохимических реакций, протекающих с помощью ферментов.

Биосинтез всегда идет с поглощением энергии. Например, образование полисахаридов из моносахаридов, образование белков из аминокислот, образование нуклеиновых кислот из нуклеотидов. Все эти процессы идут с поглощением энергии. Главным поставщиком энергии служит молекула АТФ (аденозинтрифосфорная кислота). Она содержит макроэнергетические связи. При гидролизе выделяется энергия, которая используется для обеспечения процессов биосинтеза. В биосинтезе молекул белка участвуют:

1​ аминокислоты,

2​ ферменты,

3​ рибосомы,

       

4​ молекулы РНК (рибосомные, транспортные, информационные).

Создание полипептидных цепей, или молекул белка, происходит на рибосомах цитоплазмы. Биосинтез зависит от участка ДНК в определенном месте хромосомы (гене). Гены содержат информацию об очередности аминокислот во время синтеза белка. Иначе говоря, кодируют его первичную структуру.

Информация о каждой аминокислоте записана в комбинации из трех нуклеотидов (триплетов). То есть одну аминокислоту кодируют три нуклеотида. В этом состоит суть генетического кода. Генетический код универсален. Он одинаков для всех живых организмов. Молекулы информационной РНК переносятся в цитоплазму клетки. Триплеты информационной РНК называют кодонами. Схематично процесс биосинтеза можно представить следующим образом: ДНК ---> Информационная РНК ---> белок.

Данные, полученные с помощью различных экспериментов, показали, что биосинтез белка состоит из двух этапов:

1​ транскрипция,

2​ трансляция.

Транскрипцией называют механизм, с помощью которого нуклеотидная последовательность ДНК переписывается в комплементарную последовательность в виде молекулы информационной РНК. Или же процесс синтеза информационной РНК в которой в качестве матрицы, используется одна из цепей молекулы ДНК. То есть, транскрипция — это переписывание генетической информации на информационную РНК.

Как же осуществляется процесс транскрипции? Специальный фермент находит ген и раскручивает участок двойной спирали ДНК. Фермент перемещается вдоль цепи ДНК и строит цепь информационной РНК в соответствии с принципом комплементарности. По мере движения фермента растущая цепь РНК матрицы отходит от молекулы, а двойная цепь ДНК восстанавливается. Когда фермент достигает конца копирования участка, то есть доходит до участка, называемого стоп-кодоном, молекула РНК отделяется от матрицы, то есть от молекулы ДНК. Таким образом, транскрипция — это первый этап биосинтеза белка. На этом этапе происходит считывание информации путем синтеза информационной РНК.

Второй этап биосинтеза белка — трансляция. Во время трансляции нуклеотидные последовательности информационной РНК переводятся в последовательность аминокислот в молекуле полипептидной цепи. Этот процесс идет в цитоплазме на рибосомах. Образовавшиеся информационные РНК выходят из ядра через поры и отправляются к рибосомам. Рибосомы — уникальный сборочный аппарат. Рибосома скользит по РНК и выстраивает из определенных аминокислот длинную полимерную цепь белка. Аминокислоты доставляются к рибосомам с помощью транспортных РНК. Для каждой аминокислоты требуется своя транспортная РНК, соответствующая определенному триплету информационной РНК (кодону) в молекуле транспортной РНК, которая имеет форму трилистника. У нее есть участок, к которой присоединяется аминокислота и другой триплетный антикодон, который связывается с комплементарным кодоном в молекуле информационной РНК.

Таким образом, цепочка информационной РНК обеспечивает определенную последовательность аминокислот в цепочке молекулы белка. Бывают случаи, когда вдоль информационной РНК движется несколько рибосом и синтезируется несколько белков. Время жизни информационной РНК колеблется от 2 минут (как у некоторых бактерий) до нескольких дней (как, например, у высших млекопитающих). Затем информационная РНК разрушается под действием ферментов, а нуклеотиды используются для синтеза новой молекулы информационной РНК. Таким образом, клетка контролирует количество синтезируемых белков и их тип.

Давайте подведем итоги. Синтез белка состоит из двух этапов: транскрипция (образование информационной РНК по матрице ДНК, протекает в ядре клетке) и трансляции (эта стадия проходит в цитоплазме клетки на рибосомах). На этом наш урок окончен, до свидания!

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Рефератов нет, есть поурочные планы и разработки уроков