» » Синтез білків в клітині - опис, функції процесу

Синтез білків в клітині - опис, функції процесу

Білки відіграють дуже важливу роль у життєдіяльності організмів, що виконують захисні, структурні, гормональні, енергетичні функції. Забезпечують зростання м'язової і кісткової тканини. Білки інформують про будову клітини, про її функції і біохімічних властивостях, входять до складу цінних, корисних організму продуктів (яєць, молочних продуктів, риби, горіхів, бобових, жита і пшениці). Засвоюваність такої їжі пояснюється біологічною цінністю. При рівній показнику кількості білка легше буде засвоюватися той продукт, чия цінність вища. Дефектні полімери повинні віддалятися з організму і замінюватися новими. Цей процес протікає при синтезі білків у клітинах.
Синтез білків в клітині - опис, функції процесу

Якими бувають білки

Речовини, що складаються тільки із залишків амінокислот, називаються простими білками (протеїнами). В у разі необхідності використовується їх енергетичне властивість, тому людям, які ведуть здоровий спосіб життя, часто додатково потрібен прийом протеїну. Складні ж білки, протеиди, мають у своєму складі простий білок і небелковую частина. Десять амінокислот в білку є незамінними, це означає, що організм не може синтезувати їх самостійно, вони надходять з їжі, інший десяток – замінний, тобто їх можна створити з інших амінокислот. Так починається життєво необхідний для всіх організмів процес.
Синтез білків в клітині - опис, функції процесу

Основні етапи біосинтезу: звідки беруться білки

Нові молекули беруться в результаті біосинтезу – хімічної реакції сполуки. Існує два основних етапи синтезу білків у клітині. Це транскрипція і трансляція. Транскрипція відбувається в ядрі. Це зчитування з ДНК (дезоксирибонуклеїнової кислоти), яка несе інформацію про майбутнє білку, на РНК (рибонуклеиновую кислоту), яка переносить цю інформацію з ДНК в цитоплазму. Відбувається це унаслідок того, що ДНК безпосередньо в біосинтезі участі не бере, вона тільки несе інформацію, не маючи здатності виходити в цитоплазму, де синтезується білок, і виконуючи лише функцію носія генетичної інформації. Транскрипція ж дозволяє вважати дані з ДНК на матриці РНК за принципом комплементарності.
Синтез білків в клітині - опис, функції процесу

Роль РНК і ДНК у процесі

Отже, запускає синтез білків в клітинах ланцюжок ДНК, яка несе інформацію про якому-небудь конкретному білку і називається геном. Ланцюжок ДНК у процесі транскрипції расплетается, тобто її спіраль починає розпадатися в лінійну молекулу. З ДНК інформація повинна перетворитися на РНК. Навпаки тиміну в цьому процесі повинен ставати аденін. Цитозин має в якості пари гуанін, точно так само, як ДНК. Навпаки аденіну РНК стає урацил, тому як в РНК такого нуклеотиду, як тимін, не існує, він замінюється просто урациловим нуклеотидом. З гуаніном сусідить цитозин. Навпаки аденіну стає урацил, а в парі з тиміном розташовується аденін. Ці молекули РНК, які стають навпроти, називаються інформаційними РНК (иРНК). Вони здатні через пори виходити з ядра в цитоплазму і рибосоми, які, власне, і виконують функцію синтезу білків у клітинах.

Про складному простими словами

Тепер же відбувається збірка з амінокислотних послідовностей поліпептидного ланцюга білка. Транскрипцією можна назвати зчитування інформації про майбутнє білку з ДНК на матриці РНК. Це можна визначити як перший етап. Після того як РНК виходить із ядра, вона повинна потрапити до рибосом, де відбувається другий етап, який називається трансляцією.
Синтез білків в клітині - опис, функції процесу
Трансляція - це вже перехід РНК, тобто перенесення інформації з нуклеотидів на молекулу білка, коли РНК говорить про те, яка послідовність амінокислот повинна бути в речовині. У такому порядку інформаційна РНК потрапляє в цитоплазму до рибосом, які здійснюють синтез білків у клітині: А (аденін) - Г (гуанін) - У (урацил) - Ц (цитозин) - У (урацил) - А (аденін).

Навіщо потрібні рибосоми

Для того щоб відбулася трансляція і в результаті утворився білок, потрібні такі компоненти, як сама інформаційна РНК, транспортна РНК, а також рибосоми як "фабрики", на якій виробляється білок. В даному випадку функціонують два різновиди РНК: інформаційна, яка утворилася в ядрі ДНК, і транспортна. Молекула другий кислоти має вигляд конюшини. Цей "конюшина" приєднує до себе амінокислоту і несе її до рибосом. Тобто він виконує транспортування органічних сполук безпосередньо до "фабрики" по їх утворенню.

Як працює рРНК

Також існують рибосомальние РНК, які входять до складу самої рибосоми і виконують синтез білка в клітині. Виходить, що рибосоми є немембранними структурами, вони не мають оболонок, як, наприклад, ядро або ендоплазматична мережа, а складаються просто з рибосомальних білків і РНК. Що ж відбувається, коли послідовність нуклеотидів, тобто інформаційна РНК, потрапляє до рибосом?
Синтез білків в клітині - опис, функції процесу
Транспортна РНК, яка знаходиться в цитоплазмі, підтягує до себе амінокислоти. Звідки ж взялися амінокислоти в клітці? А утворюються вони внаслідок розщеплення білків, які надходять всередину з їжею. Ці сполуки переносяться струмом крові до клітин, де відбувається продукування необхідних для організму білків.

Кінцевий етап синтезу білків у клітинах

Амінокислоти плавають у цитоплазмі так само, як і транспортні РНК, що і коли відбувається безпосередньо збірка поліпептидного ланцюга, ці транспортні РНК починають з'єднуватися з ними. Однак не у всякої послідовності і далеко не будь-яка транспортна РНК може з'єднатися з усіма видами амінокислот. Існує певний ділянку, до якого приєднується необхідна амінокислота. Другий ж ділянка транспортної РНК називається антикодоном. Цей елемент складається з трьох нуклеотидів, які комплементарни послідовності нуклеотидів у інформаційної РНК. Для однієї амінокислоти необхідно три нуклеотиду. Наприклад, який-небудь умовний білок складається для спрощення з усього лише двох амінокислот. Очевидно, що в основному білки мають дуже довгу структуру, складаються з багатьох амінокислот. Ланцюг А - Г - У називається триплетом або кодоном, до нього буде приєднуватися транспортна РНК у вигляді конюшини, на кінці якого буде знаходитися певна амінокислота. До наступного триплету Ц - У - А буде приєднуватися ще одна тРНК, яка буде містити абсолютно іншу амінокислоту, комплементарну даної послідовності. У такому порядку буде відбуватися подальша збірка поліпептидного ланцюжка.
Синтез білків в клітині - опис, функції процесу

Біологічне значення синтезу

Між двома амінокислотами, що знаходяться на кінцях "клеверов" кожного триплету, утворюється пептидний зв'язок. На цьому етапі транспортна РНК йде в цитоплазму. До триплетам приєднується наступна транспортна РНК з іншого амінокислотою, яка утворює з попередніми двома полипептидную ланцюг. Цей процес повторюється до моменту, коли набирається необхідна послідовність амінокислот. Таким чином відбувається синтез білка в клітці, і утворюються ферменти, гормони, кров'яні речовини і т. д. Не у кожній клітині утворюється будь-який білок. Кожна клітина може утворити певний білок. Наприклад, в еритроцитах буде утворюватися гемоглобін, а клітинами підшлункової залози будуть синтезуватися гормони і різноманітні ферменти, що розщеплюють їжу, яка потрапляє в організм. У м'язах ж буде утворюватися білок актин і міозин. Як видно, процес синтезу білка в клітинах багатоетапний і складний, що говорить про його важливість і необхідність для всього живого.
3086