Транскрипция. Трансляция.
Заключается в переводе информации, заключенной в последовательности нуклеотидов матричной-РНК, в последовательность аминокислот в белке, т.е. матрицей для синтеза белка является матричная РНК.
Субстраты - аминокислоты, источники энергии - АТФ и ГТФ. Биосинтез белка - циклический процесс:
инициация
элонгация
терминация
Для вступления в биосинтез аминокислоты должны быть активированы. Активация
аминокислот - образование аминоацил-m-PHK (аминокислота своей СООН-группой
присоединяется к 3-ОН-группе акцепторного участка т-РНК).
Происходит это при помощи специфических ферментов (для каждой аминокислоты -
свой фермент).
Аминоацил-m-PHK синтетаза (участвует в реакции активации аминокислот)
Молекулы т-РНК являются адаптерами.
1).Инициация
Заключается в формировании белоксинтезирующего мультиферментного комплекса рибосомы. Рис.1
- формил Met, присоединяется к малой субъединице рибосомы.
З
атем
этот комплекс присоединяется к матричной
РНК в специальном стартовом кодоне по принципу
комплиментарности, матричная РЕК удерживается
в специальной бороздке. Затем к малой субъединице
присоединяется большая (состоящая из А- и Р-участков), так что инициирующая аминоацил-m-PHK оказывается в Р-участке, А-участок свободен. Р-пептидил-m-PHK -связывающий, А-аминоацильный (рис.2)
В процессе инициации принимают участие белковые факторы инициации. Фактор инициации 3 катализирует связывание матричной-РНК с малой субъединицей рибосомы. Фактор инициации 2 взаимодействует с инициирующей т-РНК и ГТФ и в присутствии фактора инициации 1 присоединяет т-РНК к первому кодону матрицы. Образуется инициирующий комплекс. Факторы высвобождаются, после этого к ГТФ присоединяется большая субъединица, при этом происходит гидролиз ГТФ.
2). Элонгация
Заключается в наращивании ППЦ от NH2 - к СООН-концу. Циклический процесс. Включает 3 этапа (идет в присутствии факторов элонгации):
связывание аминоацил-m-PHK, несущей другую аминокислоту;
образование пептидной цепи;
транслокация рибосомы.
На первом этапе молекула аминоацил-m-PHK, несущая любую аминокислоту, связывается со свободным А-участком, с комплиментарным кодоном матричной-РНК. А- и Р- участки расположены близко друг к другу так, что 2 связанные аминоацил-m-PHK спариваются с двумя соседними ко донами (фактор элонгации 1, 1 молекула ГТФ)
На втором этапе происходит расщепление макроэргической связи между т-РНК и аминокислотой, находящейся в Р-участке (рис.1) и засчет энергии разрыва этой связи в присутствии воды образуется пептидная связь между свободными СООН-концом аминокислотой Р-участка и NH2 —группой аминокислоты в А-участке (пептидилтрансфераза прочно связан с рибосомой).
Дополнительной энергией АТФ и ГТФ не требуется для синтеза пептидной связи, т.к. используется энергия макроэргической связи —> в Р-участке т-РНК становится свободной, а растущая ППЦ прикреплена к т-РНК в А-участке.
На третьем этапе происходит транслокация или перемещение рибосомы на один кодон с затратой энергии АТФ (фактор элонгации 2) в направлении 5—>3 т-РНК с растущей ППЦ переносится в Р-участок, а свободная аминокислота — в цитоплазму.
3). Терминация
Рибосома перемещается до тех пор, пока не встретит стоп ко доны: УАА, УАГ, УГА. К ним нет аминоацил-m-PHK. Вместо этого в А-участок присоединяется особый белок - фактор освобождения - это изменяет активность фермента и он присоединяет к растущему СООН-концу воду —> карбоксильный конец отделяется от т-РНК и синтезированная цепь уходит в цитоплазму.
Рибосома распадается, ППЦ отделяется.
Антибиотики, бактериальные токсины - ингибиторы матричных биосинтезов.
Энергетический обмен и общие пути катаболизма. Вопросы:
связь обмена веществ с обменом энергии. Понятие об ОВР.
общие пути катаболизма
а) цикл трикарбоновых кислот
б) окислительное карбоксилирование ПВК
в) молекулярная организация митохондриальной ЦПЭ
г) синтез АТФ. Хемоосметическая теория Митчелла.
3. ингибиторы дыхательной цепи и разобщители окислительного фосфорилирования