4. Синтез білків

Біосинтез білка - це багатоступеневий ферментативний процес в органелах живих клітин - рибосомах, локалізованих у цитоплазмі, який забезпечує постійне оновлення білків тканин та органів

► Всі білки організму людини малого та середнього віку оновлюються за 135 - 150 днів.

► Протягом 1 секунди в організмі синтезується 3 млн. еритроцитів, а в кожному з них міститься біля 300 молекул

гемоглобіну.

► Синтез молекули білка у живій клітині завершується протягом 2-3 секунд.

Синтез білка відбувається за матричним принципом. Матрицею, що несе інформацію про первинну структуру білка, є іРНК, яка утворюється при транскрипції - переписування послідовності чергування триплетів певних ділянок ДНК -цистронів або структурних генів. Ген складається з тринуклеотидів або триплетів, які називаються колонами. Відповідно до кодонів молекули ДНК формуються кодони іРНК за правилом комплементарності (відповідності). Інформація з іРНК реалізується при трансляції на рибосомному апараті клітин (полісомах), де послідовність триплетів іРНК перетворюється у послідовність амінокислотних залишків синтезованих молекул білка.

Генетична інформація передається за формулою:

Важливі етапи біосинтезу

рекогніція

трансляція: ініціація

елонгація

термінація

► Рекогніція - процес сполучання амінокислот з відповідними тРНК (відбувається активування амінокислот та перенесення їх як аміноацил-тРНК з цитоплазми до місця синтезу білка -рибосом:

Фермент + АТФ > Фермент - АМФ ~ ФФ;

Фермент - АМФ ~ ФФ + Амінокислота > Фермент - АМФ ~ Амінокислота + ФФ;

Фермент - АМФ ~ Амінокислота + тРНК > Аміноацил ~ тРНК + АМФ + Фермент

Трансляція - це синтез білка в рибосомному комплексі клітини.

► Ініціація трансляції - процес утворення функціонально активної рибосоми (ініціюючого комплексу).

Функціонально-активна 70 S-рибосома

Функціонально активна рибосома містить 50S + 30S субодиниці, іРНК + тРНК, в якій кодон ІРНК зв'язаний водневими зв'язками з тРНК.

► Елонгація трансляції (подовження нарощування пептидного ланцюга) забезпечується факторами елонгації та відповідними аміноацил-тРНК, комплементарними кодону іРНК, який знаходиться в рибосомі. Ці фактори разом з аміноацил-тРНК доставляються в А-ділянку рибосоми, де утворюються водневі зв'язки між кодоном іРНК та антикодоном аміноацил-тРНК. Далі відбувається транслокація комплексу у Р-ділянку рибосоми. Амінокислоти залишаються, вільна тРНК видаляється з рибосомами; іРНК пересувається в рибосомі на один кодон, який поступає у звільнену А-ділянку і процес повторюється знову.

► Термінація трансляції (закінчення синтезу поліпептидного ланцюга) відбувається при потраплянні в А-ділянку рибосоми кодону, який не кодує жодної амінокислоти (термінуючий). При цьому складноефірний зв'язок між С-кінцевою амінокислотою та її тРНК розривається і поліпептидами ланцюг білка виходить з рибосоми.

Регуляція синтезу білків відбувається залежно від потреб організму на рівні транскрипції; процесінгу ІРНК, трансляції та постгрансляційної модифікації білків.

Процесінг - посттранскрипційна модифікація високомолекулярних попередників цитоплазматичних РНК. При цьому видаляються некодуючі ділянки ДНК-інтрони.

► В живій клітині рибосоми утворюють рибосомальні комплекси, нагадуючи намисто, нанизане на ІРНК. ІРНК, яка програмує гемоглобін, розміщує на своїй молекулі до 5 рибосом.

Види небезпеки при нестачі або надлишку білків

Білок 70-100г/добу

Недостатність

Надлишок

Зниження імунітету

Затримка росту

Ослаблення організму

Посилення процесів гниття іжі у кишечнику

Перевантаження нервової системи

Порушення обміну речовин

Порушення функцій

залоз внутрішньої секреції

Посилення

навантаження на печінку

Посилення

навантаження на нирки

Характерні захворювання

Характерні захворювання

Аліментарний маразм

Квашіоркор

Гіпертрофія нирок та печінки

Летальний кінець

Спеціалістами ВООЗ відмічається, що білкова недостатність виникає при вживанні людським організмом білка у кількості нижче рекомендованої мінімальної потреби (35 — 40 г/добу).