Полирибосома это комплекс состоящий из

Содержание
  1. Синтез белков обеспечивают рибосомы
  2. Инициация
  3. События стадии инициации
  4. Элонгация
  5. Последовательность событий стадии элонгации
  6. Образование пептидной связи при встраивании четвертой аминокислоты в пептид. Субъединицы рибосомы, большая часть транспортных РНК и матричная РНК не показаны
  7. Терминация
  8. Полирибосомы
  9. Процесс биосинтеза белка в клетке этапы, трансляция, транскрипция, генетический код (Таблица)
  10. Биосинтез белка этапы таблица
  11. Генетический код
  12. Свойства генетического кода
  13. Полисома характеристики, виды и функции / биология
  14. Общие характеристики
  15. Структура эукариотических полисом
  16. Типы полисом и их функции
  17. Бесплатные полисомы
  18. Полисомы, связанные с эндоплазматическим ретикулумом (ER)
  19. Полисомы, связанные с цитоскелетом
  20. Регуляция посттранскрипционного генетического молчания
  21. ссылки
  22. Cell Biology.ru
  23. Этапы инициации трансляции
  24. Строение и функции рибосом. Биосинтез белков и значение рибосом для организма
  25. Особенности строения
  26. Химический состав
  27. Образование в клетке
  28. Биосинтез белков на рибосомах
  29. Роль рибосом в организме
  30. Транскрипция и трансляция
  31. Репликация ДНК – удвоение, дупликация (лат. replicatio — возобновление, лат. duplicatio – удвоение)
  32. Транскрпиция (лат. transcriptio — переписывание)
  33. Трансляция (от лат. translatio — перенос, перемещение)
  34. Примеры решения задачи №1
  35. Пример решения задачи №2
  36. Пример решения задачи №3

Синтез белков обеспечивают рибосомы

Полирибосома это комплекс состоящий из

Трансляция (англ. translation – перевод) – это биосинтез белка на матрице мРНК.

После переноса информации с ДНК на матричную РНК начинается синтез белков. Каждая зрелая мРНК несет информацию только об одной полипептидной цепи. Если клетке необходимы другие белки, то необходимо транскрибировать мРНК с иных участков ДНК.

Биосинтез белков или трансляция происходит на рибосомах, внутриклеточных белоксинтезирующих органеллах, и включает 5 ключевых элементов:

  • матрица – матричная РНК,
  • растущая цепь – полипептид,
  • субстрат для синтеза – 20 протеиногенных аминокислот,
  • источник энергии – ГТФ,
  • рибосомальные белки, рРНК и белковые факторы.

Выделяют три основных стадии трансляции: инициация, элонгация, терминация.

Инициация

Для инициации необходимы мРНК, ГТФ, малая и большая субъединицы рибосомы, три белковых фактора инициации (ИФ-1, ИФ-2, ИФ-3), метионин и тРНК для метионина.

В начале этой стадии формируются два тройных комплекса: 

  • первый комплекс – мРНК + малая субъединица + ИФ-3,
  • второй комплекс – метионил-тРНК + ИФ-2 + ГТФ.

После формирования тройные комплексы объединяются с большой субъединицей рибосомы. В этом процессе активно участвуют белковые факторы инициации, источником энергии служит ГТФ.

После сборки комплекса инициирующая метионил-тРНК связывается с первым кодоном АУГ матричной РНК и располагается в П-центре (пептидильный центр) большой субъединицы.

А-центр (аминоацильный центр) остается свободным, он будет задействован на стадии элонгации для связывания аминоацил-тРНК.

События стадии инициации

После присоединения большой субъединицы начинается стадия элонгации.

Элонгация

Для этой стадии необходимы все 20 аминокислот, тРНК для всех аминокислот, белковые факторы элонгации, ГТФ. Удлинение цепи происходит со скоростью примерно 20 аминокислот в секунду.

Элонгация представляет собой циклический процесс. Первый цикл (и следующие циклы) элонгации включает три шага:

  1. Присоединение аминоацил-тРНК (еще  второй)  к кодону мРНК (еще второму),  аминокислота при этом встраивается в А-центр рибосомы. Источником энергии служит ГТФ.
  2. Фермент пептидилтрансфераза осуществляет перенос метионина с метионил-тРНК (в П-центре) на вторую аминоацил-тРНК (в А-центре) с образованием пептидной связи между метионином и второй аминокислотой. При этом уже активированная СООН-группа метионина связывается со свободной NH2-группой второй аминокислоты. Здесь источником энергии служит макроэргическая связь между аминокислотой и тРНК.
  1. Фермент транслоказа перемещает мРНК относительно рибосомы таким образом, что первый кодон АУГ оказывается вне рибосомы, второй кодон (на рисунке ) становится напротив П-центра, напротив А-центра оказывается третий кодон (на рисунке ). Для этих процессов необходима затрата энергии ГТФ. Так как вместе с мРНК перемещаются закрепленные на ней тРНК, то инициирующая первая тРНК выходит из рибосомы, вторая тРНК с дипептидом помещается в П-центр.

Последовательность событий стадии элонгации

Второе повторение цикла – начинается с присоединения третьей аминоацил-тРНК к третьему кодону мРНК, аминокислота-3 становится в А-центр. Далее трансферазная реакции повторяется и образуется трипептид, занимающий А-центр, после чего он смещается в П-центр в транслоказной реакции..

В пустой А-центр входит четвертая аминоацил-тРНК и начинается третий цикл элонгации:

Образование пептидной связи при встраивании четвертой аминокислоты в пептид.
Субъединицы рибосомы, большая часть транспортных РНК и матричная РНК не показаны

Цикл элонгации (реакции 1,2,3) повторяется столько раз, сколько аминокислот необходимо включить в полипептидную цепь.

Терминация

Синтез белка продолжается до тех пор, пока рибосома не достигнет на мРНК особых терминирующих кодонов – стоп-кодонов УАА, УАГ, УГА. Данные триплеты не кодируют ни одной из аминокислот, их также называют нонсенс-кодоны. При вхождении этих кодонов внутрь рибосомы происходит активация белковых факторов терминации, которые последовательно катализируют:

  1. Гидролитическое отщепление полипептида от конечной тРНК.
  2. Отделение от П-центра последней, уже пустой, тРНК.
  3. Диссоциацию рибосомы.

Источником энергии для завершения трансляции является ГТФ.

Полирибосомы

По причине того, что продолжительность жизни матричной РНК невелика, перед клеткой стоит задача использовать ее максимально эффективно, т.е. получить максимальное количество “белковых копий”.

Для достижения этой цели на каждой мРНК может располагаться не одна, а несколько рибосом, встающих последовательно друг за другом и синтезирующих пептидные цепи.

Такие образования называются полирибосомы.

Источник: https://biokhimija.ru/matrichnye-biosintezy/transljacija.html

Процесс биосинтеза белка в клетке этапы, трансляция, транскрипция, генетический код (Таблица)

Полирибосома это комплекс состоящий из

Биосинтез белка — это процесс состоящий из множества стадий синтеза и созревания белков, который протекает в живых организмах.

В биосинтезе белка выделяют два основных этапа: синтез полипептидной цепи из аминокислот, происходящий на рибосомах с участием молекул и-РНК и т-РНК (трансляция), и посттрансляционные модификации полипептидной цепи.

Процесс биосинтеза белка требует значительных затрат энергии. Синтез каждого конкретного белка определяется участком ДНК (геном) с определенной последовательностью нуклеотидов.

Наследственная информация, заключенная в ДНК, передается по наследству с помощью репликации (удвоение).

Генетическая информация, записанная в виде последовательности нуклеотидов ДНК, в процессе транскрипции переписывается в нуклеотидную последовательность РНК, которая, в свою очередь, определяет последовательность аминокислот соответствующей белковой молекулы.

Из-за ядерной оболочки в клетках человека (и других эукариот) процессы транскрипции и трансляции проходят в разных структурах и разделены во времени.

Биосинтез белка этапы таблица

Этапы биосинтеза белкаОписание протекания этапов
ТранскрипцияСинтез и-РНК (происходит В ядре) Транскрипция – это синтез молекулы РНК с последовательностью оснований, комплементарной участкуДНК, информация с гена ДНК переписывается на и-РНК. Молекула и-РНК несет информацию одного гена. Ген – отрезок ДНК, состоящий из нескольких сот нуклеотидов, содержащий информацию о структуре одного белка. При этом с одного гена может «переписываться» множество молекул и-РНК. Они подвергаются в ядре процессингу, после чего транспортируются из ядра в цитоплазму, где выполняют свои функции.В клетках существует три типа РНК:Информационная (и-РНК) – переносит информацию о нуклеотидной последовательности ДНК к рибосомамРибосомная (р-РНК) – в комплексе с рибосомными белками образует малые и большие субъединицы рибосом. Из этих субъединиц в присутствии цитоплазматических факторов инициации и зрелой и-РНК собираются рибосомы.Транспортные (т-РНК) – выполняют двойную функцию: они присоединяют молекулу аминокислоты, транспортируют ее к рибосоме и узнают триплет, соответствующий этой аминокислоте в молекуле и-РНК.
 Соединение аминокислот с молекулами т-РНК (в цитоплазме)Т-РНК состоит из 70-80 нуклеотидов. В цепочке т-РНК имеются нуклеотидные звенья, комплементарные друг другу. При сближении они слипаются, образуя структуру, напоминающую лист клевера. К «черешку присоединяется» определенная аминокислота, а на «верхушке» кодовый триплет нуклеотидов, соответетвующий определенной аминокислоте. Для каждой из 20 аминокислот существует своя т-РНК.
«Сборка белка» (происходит в рибосомах)и-РНК из ядра направляется к рибосомам, на одной молекуле и-РНК одновременно располагаются несколько рибосом. Этот комплекс называется полирибосомой, что обеспечивает одновременный синтез большого количества одинаковых молекул белка. т-РНК с прикрепленными к ним аминокислотами подходят к рибосомам и своим кодовым концом дотрагиваются до триплета нуклеотидов и-РНК, которая проходит в этот момент через рибосому. В это время противоположный конец т-РНК с аминокислотой попадает в место «сборки белка» и, если кодовый триплет т-РНК окажется комплементарным триплету и-РНК, находящемуся в данный момент в рибосоме, аминокислота отделяется от т-РНК и попадает в состав белка, а рибосома делает «шаг» на один триплет по и-РНК . Отдав аминокислоту, т-РНК покидает рибосому, ей на смену приходит другая, с иной аминокислотой; составляется следующее звено в строящейся белковой молекуле. Трансляция – перенос информации о структуре белка (последовательность расположенных аминокислот) с гена ДНК на и-РНК. Когда синтез молекулы белка закончен, рибосома сходит с и-РНК, образовавшийся белок поступает в ЭПС и через нее в другие части клетки, а рибосома поступает на другую и-РНК и участвует в синтезе другого белкаКодон – три азотистых основания (триплет) в РНК или ДНК.

Генетический код

ДНК состоит из генов (специфические последовательности оснований, кодирующие конкретные белки), регуляторов («включают» и «выключают» гены) и некодирующих последовательностей – больших отрезков с неясной функцией (избыточная ДНК).

Генетический код, основан на триплетах, или кодонах, – три нуклеотида определяют присоединение к полипептидной цепи одной аминокислоты

Свойства генетического кода

ПризнакСвойства генетического кода
Триплетен Генетический код, основан на триплетах, или кодонах, – три нуклеотида определяют присоединение к полипептидной цепи одной аминокислоты
ВырожденБольшинство аминокислот кодируются более чем одним триплетом. Одна и та же аминокислота может кодироваться разными триплетами, но первые два нуклеотида для них всегда одинаковы. Всего в генетическом коде есть 64 кодона, три из которых (UAA, UGA и UAG) являются стоп-кодонами, завершающими синтез полипептидной цепи.
Не перекрываетсяГенетический код не перекрывается, хотя в нем отсутствуют знаки, отделяющие один триплет от другого
Универсалену всех живых организмов, а также вирусы и бактерии, одинаковые кодоны (триплеты) кодируют одинаковые аминокислоты.

На таблице ниже показаны положение азотистого основания в кодоне. Триплетные комбинации азотистых оснований и-РНК (U, C, A, G) определяют аминокислоты. Звездочкой обозначены стартовые кодоны. Триплеты ochre, amber и opal действуют как стоп-кодоны.

_______________

Источник информации:

1. Общая биология / Левитин М. Г. — 2005.

2. Биология для поступающих в вузы / Г.Л. Билич, В.А. Крыжановский. — 2008.

3. Биохимия в схемах и таблицах / И. В. Семак – Минск — 2011.

Источник: https://infotables.ru/biologiya/81-biokhimiya/1049-protsess-biosinteza-belka

Полисома характеристики, виды и функции / биология

Полирибосома это комплекс состоящий из

полисом представляет собой группу рибосом, завербованных для трансляции одной и той же мессенджерной РНК (мРНК). Структура более известна как полирибосома или с менее распространенной эргосомой..

Полисомы позволяют увеличить производство белков из тех мессенджеров, которые подлежат одновременной трансляции несколькими рибосомами. Полисомы также участвуют в процессах котрансляционного фолдинга и в приобретении четвертичных структур вновь синтезированными белками..

Полисомы вместе с так называемыми P-телами и стрессовыми гранулами контролируют судьбу и функцию мессенджеров в эукариотических клетках.. 

Полисомы были обнаружены как в прокариотических, так и в эукариотических клетках. Это означает, что этот тип макромолекулярного образования имеет долгую историю в клеточном мире. Полисома может быть образована как минимум двумя рибосомами на одном и том же мессенджере, но обычно их больше двух.

По меньшей мере, в одной клетке млекопитающего может присутствовать до 10000000 рибосом. Было отмечено, что многие из них являются свободными, но большая часть связана с известными полисомами..

индекс

  • 1 Общая характеристика
  • 2 Структура эукариотических полисом
  • 3 Типы полисом и их функции
    • 3.1 Бесплатные полисомы
    • 3.2 Полисомы, связанные с эндоплазматическим ретикулумом (ER)
    • 3.3 Полисомы, связанные с цитоскелетом
  • 4 Регуляция посттранскрипционного генетического молчания
  • 5 ссылок

Общие характеристики

Рибосомы всех живых существ состоят из двух субъединиц: маленькой субъединицы и большой субъединицы. Небольшая субъединица рибосом отвечает за чтение мессенджера РНК.

Большая субъединица отвечает за линейное добавление аминокислот к зарождающемуся пептиду. Активная трансляционная единица – это та, в которой мРНК способна рекрутировать и обеспечивать сборку рибосомы. После этого триплетное считывание в мессенджере и взаимодействие с соответствующей заряженной тРНК происходит последовательно.

Рибосомы являются рабочими блоками полисом. На самом деле, оба способа перевода мессенджера могут сосуществовать в одной и той же ячейке. Если бы все компоненты, которые составляют механизм трансляции клетки, были очищены, мы нашли бы четыре основные фракции:

  • Первая будет образована мРНК, связанной с белками, с которыми образуются рибонуклеопротеины-мессенджеры. То есть только мессенджеры.
  • Второе, рибосомными субъединицами, которые еще не разделены, не переводят ни на одного посланника.
  • Третьим будет моносомы. То есть «свободные» рибосомы, связанные с некоторыми мРНК.
  • Наконец, самая тяжелая фракция – это полисомы. Это тот, который на самом деле выполняет большую часть процесса перевода

Структура эукариотических полисом

В эукариотических клетках мРНК экспортируются из ядра в качестве мессенджера рибонуклеопротеинов. То есть мессенджер связан с несколькими белками, которые будут определять его экспорт, мобилизацию и трансляцию.. 

Среди них есть несколько, которые взаимодействуют с белком PABP, связанным с polyA 3 'хвостом мессенджера. Другие, такие как комплексы CBP20 / CBP80, будут связываться с 5 'крышкой мРНК.

Высвобождение комплекса CBP20 / CBP80 и рекрутирование рибосомных субъединиц на 5 'капоте определяют формирование рибосомы. 

Начался перевод, и новые 5 рибосомы собраны на 5 'капоте. Это происходит в течение ограниченного числа раз в зависимости от каждого мессенджера и типа задействованной полисомы..

После этого шага факторы удлинения трансляции, связанные с вытяжкой на 5'-конце, взаимодействуют с белком PABP, присоединенным к 3'-концу мРНК. Таким образом, образуется круг, определяемый объединением нетранслируемых областей мессенджера. Таким образом, набирается столько рибосом, сколько длина мессенджера, и другие факторы позволяют.

Другие полисомы могут принимать линейную конфигурацию из двух рядов или спирали с четырьмя рибосомами на оборот. Круглая форма была более тесно связана со свободными полисомами.

Типы полисом и их функции

Полисомы образуются на активных трансляционных единицах (первоначально моносомах) с последовательным добавлением других рибосом на той же мРНК..

В зависимости от его субклеточного расположения, мы находим три различных типа полисом, каждый из которых имеет свои и свои функции.

Бесплатные полисомы

Они свободны в цитоплазме, без видимых ассоциаций с другими структурами. Эти полисомы транслируют мРНК, которые кодируют цитозольные белки.

Полисомы, связанные с эндоплазматическим ретикулумом (ER)

Поскольку ядерная оболочка является продолжением эндоплазматического ретикулума, этот тип полисом также может быть связан с внешней ядерной оболочкой.

В этих полисомах транслируются мРНК, которые кодируют две важные группы белков. Некоторые, которые являются структурной частью эндоплазматического ретикулума или комплекса Гольджи. Другие, которые должны быть изменены пост-трансляционно и / или перемещены внутриклеточно этими органеллами.

Полисомы, связанные с цитоскелетом

Полисомы, связанные с цитоскелетом, транслируют белки из мРНК, которые асимметрично сконцентрированы в определенных субклеточных компартментах..

То есть, покидая ядро, некоторые рибонуклеопротеины-мессенджеры мобилизуются на сайт, где требуется продукт, который они кодируют. Эта мобилизация осуществляется цитоскелетом с участием белков, которые связываются с полиА-хвостом мРНК..

Другими словами, цитоскелет распределяет посланников по назначению. Это место назначения определяется функцией белка и местом, где он должен находиться или действовать.

Регуляция посттранскрипционного генетического молчания

Даже если мРНК транскрибируется, это не обязательно означает, что она должна быть транслирована. Если эта мРНК специфически разлагается в клеточной цитоплазме, говорят, что экспрессия ее гена регулируется посттранскрипционно.

Есть много способов достичь этого, и один из них – от действия так называемых генов MIR. Конечным продуктом транскрипции гена MIR является микроРНК (miRNA).

Они дополняют или частично дополняют другие мессенджеры, чей перевод они регулируют (посттранскрипционное молчание). Приглушение может также включать определенную деградацию конкретного посланника.

Все, что связано с трансляцией, ее компартментализацией, регуляцией и посттранскрипционным генетическим молчанием, контролируется полисомами..

Для этого они взаимодействуют с другими молекулярными макроструктурами клетки, известными как Р-тела и стрессовые гранулы. Эти три тела, мРНК и микроРНК, таким образом, определяют протеом, присутствующий в клетке в данный момент времени..

ссылки

  1. Афонина З.А., Широков В.А. (2018) Трехмерная организация полирибосом – современный подход. Биохимия (Москва), 83: S48-S55.
  2. Акгюль Б., Эрдоган И. (2018). Внутрицитоплазматическая ре-локализация комплексов miRISC. Границы в области генетики, doi: 10.3389 / fgene.2018.00403
  3. Альбертс Б., Джонсон А., Льюис Дж., Рафф М., Робертс К., Уолтерс П. (2014) Молекулярная биология клетки, 6го Выпуск. Гирлянда Наука, Тейлор и Фрэнсис Групп. Абингдон на Темзе, Великобритания.
  4. Chantarachot, T., Bailey-Serres, J. (2018) Полисомы, стрессовые гранулы и процессирующие тела: динамический триумвират, контролирующий судьбу и функцию цитоплазматической мРНК. Физиология растений, 176: 254-269.
  5. Эммотт Е., Йованович М., Славов Н. (2018) Стехиометрия рибосом: от формы к функции. Тенденции в биохимических науках, doi: 10.1016 / j.tibs.2018.10.009.
  6. Wells, J.N., Bergendahl, L.T., Marsh, J.A. (2015). Котрансляционная сборка белковых комплексов. Биохимическое общество Труды, 43: 1221-1226.

Источник: https://ru.thpanorama.com/articles/biologa/polisoma-caractersticas-tipos-y-funciones.html

Cell Biology.ru

Полирибосома это комплекс состоящий из
Трансляция бактерии E.coli наиболее изучена

Синтез белка происходит на рибонуклеопротеиновом комплексе – рибосоме, в процессе трансляции mRNA. Рибосома состоит из большой и малой субъединиц, которые соединены в области инициации трансляции (translation initiation region -TIR) mRNA во время стадии инициации трансляции.

Во время элонгации рибосома скользит вдоль mRNA и синтезирует полипептидную цепь. Элонгация продолжается до тех пор, пока рибосома не достигает стоп-кодона на mRNA – терминация трансляции. После терминации рибосома отделяется от синтезированного полипептида и способна снова повторить цикл трансляции mRNA.

Каждая стадия трансляции имеет свои регуляторные факторы, но у эукариот этих факторов гораздо больше, чем у прокариот.

Инициация

Этапы инициации трансляции

:

1. Факторы инициации IF-1 и IF-3 связываются с 30S-субчастицей, что обеспечивает ее взаимодействие с IF-2, инициаторной формилметиониновой-тРНК (Fmet-тРНКFMet) и GTP.

2. При связывании инициаторных белков IF-1 и IF-2 с 30S-субчастицей происходит диссоциация 70S-рибосомы на две субъединицы.

3. Комплекс 30S-субъединицы со всеми факторами инициации и Fmet-тРНКFMet связывается с 5'-концом мРНК вблизи кодона AUG и узнает. AUG-кодон мРНК.

Связывание 30S-субчастицы с мРНК находится под строгим контролем нуклеотидной последовательности, расположенной примерно

за 10 нуклеотидов до 5'-конца инициаторного кодона.

Взаимодействию способствует комплементарное спаривание этой богатой пуринами по следовательности из 5-8н, называемой последовательностью Шайна-Дальгарно, с полипиримидиновым участком, находящимся вблизи 3'-конца 16S-pPHK.

4. Формирование полноценного функционального комплекса инициации завершается ассоциацией 50S-субчастицы с преинициаторным комплексом. При ассоциации 70S-рибосомы образуются два активных центра: Р- и А-участки. Fmet-TPHKFMet занимает Р-участок.

5. С образованием функциональной 70S-субчастицы отделяются все три белка инициации.

Строение и функции рибосом. Биосинтез белков и значение рибосом для организма

Полирибосома это комплекс состоящий из

Рибосомы — субмикроскопические немембранные органеллы, необходимые для синтеза белка. Они объединяют аминокислоты в пептидную цепь, образуя новые белковые молекулы. Биосинтез осуществляется по матричной РНК путем трансляции.

Особенности строения

Рибосомы находятся на гранулярном эндоплазматическом ретикулуме или свободно плавают в цитоплазме. Крепятся они к эндоплазматической сети своей большой субъединицей и синтезируют белок, который выводится за пределы клетки, используется всем организмом. Цитоплазменные рибосомы в основном обеспечивают внутренние потребности клетки.

Форма шаровидная или овальная, в диаметре около 20нм.

На этапе трансляции к мРНК может прикрепляться несколько рибосом, образуя новую структуру – полисому. Сами же они образуются в ядрышке, внутри ядра.

Выделяют 2 вида рибосом:

  • Малые – находятся в прокариотических клетках, а также в хлоропластах и митохондриальном матриксе. Они не связаны с мембраной и имеют меньшие размеры (в диаметре до 15нм).
  • Большие – находятся в эукариотических клетках, могут достигать в диаметре до 23нм, связываются с эндоплазматической сетью или крепятся к мембране ядра.

Схема строения

Строение обоих видов идентичное. В состав рибосомы входят две субъединицы — большая и малая, которые в сочетании напоминают гриб. Объединяются они при помощи ионов магния, сохраняя между соприкасающимися поверхностями небольшую щель. При дефиците магния субъединицы отдаляются, происходит дезагрегация и рибосомы уже не могут выполнять свои функции.

Химический состав

Рибосомы состоят из высокополимерной рибосомальной РНК и белка в соотношении 1:1. В них сосредоточено примерно 90% всей клеточной РНК. Малая и большая субъединицы содержат около четырех молекул рРНК, которая имеет вид нитей собранных в клубок. Окружены молекулы белками и формируют вместе рибонуклеопротеид.

Полирибосомы – это объединение информационной РНК и рибосом, которые нанизываются на нить иРНК. В период отсутствия синтезирующих процессов, рибосомы разъединяются и обмениваются субъединицами. При поступлении иРНК они снова собираются в полирибосомы.

Количество рибосом может изменяться в зависимости от функциональной нагрузки на клетку. Десятки тысяч находятся в клетках с высокой митотической активностью (меристема растений, стволовые клетки).

Образование в клетке

Субъединицы рибосом формируются в ядрышке. Матрицей для синтеза рибосомальной РНК является ДНК. Для полного созревания они проходят несколько этапов:

  • Эосома – первая фаза, при этом в ядрышке на ДНК синтезируется лишь рРНК;
  • неосома – структура включающая не только рРНК, но и белки, после ряда модификаций выходит в цитоплазму;
  • рибисома – зрелая органелла, состоящая из двух субъединиц.
Функции элементов рибосом
СтруктураСтроениеФункции
Большая субъединицаБольшая субъединица Треугольная, в диаметре 16нм, состоит из 3 молекул РНК и 33 белковых молекул Трансляция, декодирование генетической информацииТрансляция, декодирование генетической информации
Малая субъединицаВогнутая, овальная, в диметре 14нм, состоит из 1 молекулы РНК и 21 белковых молекулОбъединение аминокислот, создание пептидных связей, синтез новых молекул белка

Биосинтез белков на рибосомах

Трансляция или синтез белков на рибосомах с матрицы иРНК – конечный этап преобразования генетической информации в клетках. Во время трансляции информация, закодированная в нуклеиновых кислотах, переходит в белковые молекулы со строгой последовательностью аминокислот.

Трансляция – весьма непростой этап (в сравнении с репликацией и транскрипцией). Для проведения трансляции в процесс включаются все виды РНК, аминокислот, множество ферментов, которые могут исправлять погрешности друг друга. Самые важные участники трансляции – это рибосомы.

После транскрипции, новообразованная молекула иРНК, выходит из ядра в цитоплазму. Здесь после нескольких преобразований она соединяется с рибосомой. При этом аминокислоты приводятся в действие после взаимодействия с энергетическим субстратом – молекулой АТФ.

Аминокислоты и иРНК имеют разный химический состав и без постороннего участия не могут взаимодействовать между собой. Для преодоления этой несовместимости существует транспортная РНК. Под действием ферментов аминокислоты соединяются с тРНК.

В таком виде они переносятся на рибосому и тРНК, с определенной аминокислотой, прикрепляется на иРНК в предназначенном месте. Далее рибосомальные ферменты формируют пептидную связь между присоединенной аминокислотой и строящимся полипептидом.

После рибосома перемещается по цепи информационной РНК, оставляя участок для прикрепления следующей аминокислоты.

Рост полипептида идет до того момента, пока рибосома не встретит «стоп-кодон», который сигнализирует об окончании синтеза. Для освобождения новосинтезированного пептида от рибосомы включаются факторы терминации, окончательно завершающие биосинтез. К последней аминокислоте прикрепляется молекула воды, а рибосома распадается на две субъединицы.

Когда рибосома продвигается дальше по иРНК, она освобождает начальный отрезок цепи. К нему снова может присоединиться рибосома, которая начнет новый синтез. Таким образом, используя одну матрицу для биосинтеза, рибосомы создают одномоментно множество копий белка.

Роль рибосом в организме

  1. Рибосомы синтезируют белок для собственных нужд клетки и за ее пределы. Так в печени образуются плазменные факторы свертывания крови, плазмоциты продуцируют гамма-глобулины.
  2. Считывание закодированной информации с РНК, соединение аминокислот в запрограммированном порядке с образованием новых белковых молекул.
  3. Каталитическая функция – формирование пептидных связей, гидролиз ГТФ.
  4. Свои функции в клетке рибосомы выполняют более активно в виде полирибосом. Эти комплексы способны одновременно синтезировать несколько молекул белка.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (26 4,58 из 5)
Загрузка…

Источник: https://animals-world.ru/stroenie-i-funkcii-ribosom-biosintez-belkov-i-znachenie-ribosom-dlya-organizma/

Транскрипция и трансляция

Полирибосома это комплекс состоящий из

И транскрипция, и трансляция относятся к матричным биосинтезам. Матричным биосинтезом называется синтез биополимеров (нуклеиновых кислот, белков) на матрице – нуклеиновой кислоте ДНК или РНК. Процессы матричного биосинтеза относятся к пластическому обмену: клетка расходует энергию АТФ.

Матричный синтез можно представить как создание копии исходной информации на несколько другом или новом “генетическом языке”. Скоро вы все поймете – мы научимся достраивать по одной цепи ДНК другую, переводить РНК в ДНК и наоборот, синтезировать белок с иРНК на рибосоме. В данной статье вас ждут подробные примеры решения задач, генетический словарик пригодится – перерисуйте его себе :)

Возьмем 3 абстрактных нуклеотида ДНК (триплет) – АТЦ. На иРНК этим нуклеотидам будут соответствовать – УАГ (кодон иРНК). тРНК, комплементарная иРНК, будет иметь запись – АУЦ (антикодон тРНК). Три нуклеотида в зависимости от своего расположения будут называться по-разному: триплет, кодон и антикодон. Обратите на это особое внимание.

Репликация ДНК – удвоение, дупликация (лат. replicatio — возобновление, лат. duplicatio – удвоение)

Процесс синтеза дочерней молекулы ДНК по матрице родительской ДНК. Нуклеотиды достраивает фермент ДНК-полимераза по принципу комплементарности. Переводя действия данного фермента на наш язык, он следует следующему правилу: А (аденин) переводит в Т (тимин), Г (гуанин) – в Ц (цитозин).

Удвоение ДНК происходит в синтетическом периоде интерфазы. При этом общее число хромосом не меняется, однако каждая из них содержит к началу деления две молекулы ДНК: это необходимо для равномерного распределения генетического материала между дочерними клетками.

Транскрпиция (лат. transcriptio — переписывание)

Транскрипция представляет собой синтез информационной РНК (иРНК) по матрице ДНК. Несомненно, транскрипция происходит в соответствии с принципом комплементарности азотистых оснований: А – У, Т – А, Г – Ц, Ц – Г (загляните в “генетический словарик” выше).

До начала непосредственно транскрипции происходит подготовительный этап: фермент РНК-полимераза узнает особый участок молекулы ДНК – промотор и связывается с ним. После связывания с промотором происходит раскручивание молекулы ДНК, состоящей из двух цепей: транскрибируемой и смысловой. В процессе транскрипции принимает участие только транскрибируемая цепь ДНК.

Транскрипция осуществляется в несколько этапов:

  • Инициация (лат. injicere — вызывать)
  • Образуется несколько начальных кодонов иРНК.

  • Элонгация (лат. elongare — удлинять)
  • Нити ДНК последовательно расплетаются, освобождая место для передвигающейся РНК-полимеразы. Молекула иРНК быстро растет.

  • Терминация (лат. terminalis — заключительный)
  • Достигая особого участка цепи ДНК – терминатора, РНК-полимераза получает сигнал к прекращению синтеза иРНК. Транскрипция завершается. Синтезированная иРНК направляется из ядра в цитоплазму.

Трансляция (от лат. translatio — перенос, перемещение)

Куда же отправляется новосинтезированная иРНК в процессе транскрипции? На следующую ступень – в процесс трансляции. Он заключается в синтезе белка на рибосоме по матрице иРНК. Последовательность кодонов иРНК переводится в последовательность аминокислот.

Перед процессом трансляции происходит подготовительный этап, на котором аминокислоты присоединяются к соответствующим молекулам тРНК.

Трансляцию можно разделить на несколько стадий:

  • Инициация
  • Информационная РНК (иРНК, синоним – мРНК (матричная РНК)) присоединяется к рибосоме, состоящей из двух субъединиц.

    Замечу, что вне процесса трансляции субъединицы рибосом находятся в разобранном состоянии.

    Первый кодон иРНК, старт-кодон, АУГ оказывается в центре рибосомы, после чего тРНК приносит аминокислоту, соответствующую кодону АУГ – метионин.

  • Элонгация
  • Рибосома делает шаг, и иРНК продвигается на один кодон: такое в фазу элонгации происходит десятки тысяч раз. Молекулы тРНК приносят новые аминокислоты, соответствующие кодонам иРНК. Аминокислоты соединяются друг с другом: между ними образуются пептидные связи, молекула белка растет.

    Доставка нужных аминокислот осуществляется благодаря точному соответствию 3 нуклеотидов (кодона) иРНК 3 нуклеотидам (антикодону) тРНК. Язык перевода между иРНК и тРНК выглядит как: А (аденин) – У (урацил), Г (гуанин) – Ц (цитозин). В основе этого также лежит принцип комплементарности.

    Движение рибосомы вдоль молекулы иРНК называется транслокация. Нередко в клетке множество рибосом садятся на одну молекулу иРНК одновременно – образующаяся при этом структура называется полирибосома (полисома). В результате происходит одновременный синтез множества одинаковых белков.

  • Терминация
  • Синтез белка – полипептидной цепи из аминокислот – в определенный момент завершатся. Сигналом к этому служит попадание в центр рибосомы одного из так называемых стоп-кодонов: УАГ, УГА, УАА. Они относятся к нонсенс-кодонам (бессмысленным), которые не кодируют ни одну аминокислоту. Их функция – завершить синтез белка.

Существует специальная таблица для перевода кодонов иРНК в аминокислоты. Пользоваться ей очень просто, если вы запомните, что кодон состоит из 3 нуклеотидов. Первый нуклеотид берется из левого вертикального столбика, второй – из верхнего горизонтального, третий – из правого вертикального столбика. На пересечении всех линий, идущих от них, и находится нужная вам аминокислота :)

Давайте потренируемся: кодону ЦАЦ соответствует аминокислота Гис, кодону ЦАА – Глн. Попробуйте самостоятельно найти аминокислоты, которые кодируют кодоны ГЦУ, ААА, УАА.

Кодону ГЦУ соответствует аминокислота – Ала, ААА – Лиз. Напротив кодона УАА в таблице вы должны были обнаружить прочерк: это один из трех нонсенс-кодонов, завершающих синтез белка.

Примеры решения задачи №1

Без практики теория мертва, так что скорее решим задачи! В первых двух задачах будем пользоваться таблицей генетического кода (по иРНК), приведенной вверху.

“Фрагмент цепи ДНК имеет следующую последовательность нуклеотидов: ЦГА-ТГГ-ТЦЦ-ГАЦ. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепочке ДНК, последовательность нуклеотидов на иРНК, антикодоны соответствующих тРНК и аминокислотную последовательность соответствующего фрагмента молекулы белка, используя таблицу генетического кода”

Объяснение:

По принципу комплементарности мы нашли вторую цепочку ДНК: ГЦТ-АЦЦ-АГГ-ЦТГ. Мы использовали следующие правила при нахождении второй нити ДНК: А-Т, Т-А, Г-Ц, Ц-Г.

Вернемся к первой цепочке, и именно от нее пойдем к иРНК: ГЦУ-АЦЦ-АГГ-ЦУГ. Мы использовали следующие правила при переводе ДНК в иРНК: А-У, Т-А, Г-Ц, Ц-Г.

Зная последовательность нуклеотидов иРНК, легко найдем тРНК: ЦГА, УГГ, УЦЦ, ГАЦ. Мы использовали следующие правила перевода иРНК в тРНК: А-У, У-А, Г-Ц, Ц-Г. Обратите внимание, что антикодоны тРНК мы разделяем запятыми, в отличие кодонов иРНК. Это связано с тем, что тРНК представляют собой отдельные молекулы (в виде клеверного листа), а не линейную структуру (как ДНК, иРНК).

Пример решения задачи №2

“Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент цепи ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК, имеет следующую последовательность нуклеотидов: ТАГ-ЦАА-АЦГ-ГЦТ-АЦЦ.

Установите нуклеотидную последовательность участка тРНК, который синтезируется на данном фрагменте, и аминокислоту, которую будет переносить эта тРНК в процессе биосинтеза белка, если третий триплет соответствует антикодону тРНК”

Обратите свое пристальное внимание на слова “Известно, что все виды РНК синтезируются на ДНК-матрице. Фрагмент цепи ДНК, на которой синтезируется участок центральной петли тРНК “. Эта фраза кардинально меняет ход решения задачи: мы получаем право напрямую и сразу синтезировать с ДНК фрагмент тРНК – другой подход здесь будет считаться ошибкой.

Итак, синтезируем напрямую с ДНК фрагмент молекулы тРНК: АУЦ-ГУУ-УГЦ-ЦГА-УГГ. Это не отдельные молекулы тРНК (как было в предыдущей задаче), поэтому не следует разделять их запятой – мы записываем их линейно через тире.

Третий триплет ДНК – АЦГ соответствует антикодону тРНК – УГЦ. Однако мы пользуемся таблицей генетического кода по иРНК, так что переведем антикодон тРНК – УГЦ в кодон иРНК – АЦГ. Теперь очевидно, что аминокислота кодируемая АЦГ – Тре.

Пример решения задачи №3

Длина фрагмента молекулы ДНК составляет 150 нуклеотидов. Найдите число триплетов ДНК, кодонов иРНК, антикодонов тРНК и аминокислот, соответствующих данному фрагменту. Известно, что аденин составляет 20% в данном фрагменте (двухцепочечной молекуле ДНК), найдите содержание в процентах остальных нуклеотидов.

Один триплет ДНК состоит из 3 нуклеотидов, следовательно, 150 нуклеотидов составляют 50 триплетов ДНК (150 / 3). Каждый триплет ДНК соответствует одному кодону иРНК, который в свою очередь соответствует одному антикодону тРНК – так что их тоже по 50.

По правилу Чаргаффа: количество аденина = количеству тимина, цитозина = гуанина. Аденина 20%, значит и тимина также 20%. 100% – (20%+20%) = 60% – столько приходится на оставшиеся цитозин и гуанин. Поскольку их процент содержания равен, то на каждый приходится по 30%.

Теперь мы украсили теорию практикой. Что может быть лучше при изучении новой темы? :)

Источник: https://studarium.ru/article/121

Вылечим любую болезнь
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: