6.Трансляція.

Процес синтезу білків (трансляція) умовно поділяється на три етапи:

1. Ініціація. Розпочинається з активації амінокислот. Амінокислоти (АК) в цитозолі клітини вступають в реакцію з АТФ. Цей комплекс – АК-АМФ-комплекс називається активованою амінокислотою. Реакцію каталізує фермент аміно-ацил-т-РНК-синтетаза. Для кожної амінокислоти існує свій осоьливий фермент. Активована амінокислота приєднується до своєї специфічної т-РНК.

Активація рибосом і початок синтезу поліпептидного ланцюга. Ланцюг і-РНК з’єднується з малою рибосомальною одиницею за допомогою спеціального триплету. Амінокислота метіонин ініціює процес синтезу. Вона входить до складу т-РНК, яка має УАЦ-антикодон, що св’язується з АУГ-кодоном і-РНК. Комплекс, що утворюється , називається комплексом ініціації. Згодом до малої субодиниці і-РНК приєднується велика субодиниця, створюючи активну рибосому, що має сформовані аміноацільну (А) і пептидільну (П) ділянки.

2. Елонгація. (подовження поліпептидного ланцюга).

Друга, навантажена, наприклад, проліном, т-РНК з’єднується з рибосомою на ділянці (А) (рис.А,Б). Ії кодон зв’язуєтьсяз комплементарним кодоном ланцюга і-РНК. На ділянці П (рис.В) метіонін звільняється від своєй т-РНК і з’єднується пептидним зв’язком з проліном. Процес каталізує фермент пептидилтрансфераза. У цьому процесі зв’язок між першою амінокислотою та ії т-РНК розривається і СООН- група першої амінокислоти утворює пептидний зв’язок з вільною –NH2 групою другої амінокислоти. Таким чином, друга т-РНК уже несе дипептид. Перша т-РНК , теперь вільна і повертається у цитоплазму.

Т-РНК-дипептидний комплекс разом з і-РНК переміщається в напрямку П-ділянкі рибосоми (рис.П). Цей процес називається транслокацією.

Весь процес, що включає надходження т-РНК –амінокислотного комплексу, утворення пептидного зв’язку і транслокацію, богаторазово повторюється.

Рибосома рухається щодо і-РНК тільки в одному напрямку, переміщуючись на один триплет від 5'-кінця до 3'-кінця і-РНК. Амінокислоти зв’язуються у тій послідовності, що повідомляється їм за допомогою і-РНК.

3. Термінація (закінчення синтезу та вивільнення поліпептидного ланцюга). У кінці ланцюга і-РНК знаходиться один із „стоп” – кодонів (УАА, УАГ, УГА). Фактор термінації (спеціальний білок) приєднується до цього кодону і блокує подовження поліпептиднго ланцюга. Рибосома відкремлюється від ланцюга і-РНК розпадається на дві субодиниці. Синтезований поліпептид звільняється і потрапає в цитоплазму, ендоплазматичну сітку або комплекс Гольджі, де завершується формування білкової молекули.

Білковий синтез є основою поділу, диференціювання, росту й розвитку, забеспечує особливості метаболізму і функцій організму.

6. Будова гена. Гени структурні, регуляторні, т-рнк, р-рнк.

Ген є єлементарною структурно-функціональною одиницею спадковості, що

визначає розвиток певної ознаки клітини або організму.

Слово „ген” було введено В. Йогансеном у 1909 р. для позначення одиниці спадковості, що займає особливо місце (локус) у хромосомі. Відповідно сучасної концепції, гени – ділянки ДНК, що мають унікальну послідовність нуклеотидів, які кодують певні і-РНК, т-РНК або р-РНК. За допомогою трьох різновидів РНК відбувається синтез білків.

Більша частина генів клітин знаходиться в репресованому (неактивному) стані. Приблізно 5-10% генів депресовані (активні) і можуть бути транскрибовані.

Організація генів еукаріотів у хромосомах.

Кожна інтерфазна хромосома має одну молекулу ДНК, що містить велику кількість генів. Геном людини містить 3,5×10⁹ нуклеотидних пар, яких достатньо для утворення 1,5 млн. генів. Однак дослідження показують, що організм людини має ≈35000-40000 генів. Це означає, що в організмі використовувається тільки близько 1% нуклеотидних послідовностей ДНК, тільки 1% інформації. Значна частина геному використовується для здійснення процесів ембріонального розвитку, диференціювання, росту і надалі не експресується.

Гени в ДНК розташовані у лінейному порядку. Кожний ген має своє місце розташування (локус). Теломерні та центромерні ділянки хромосом не містять генів.

За способами організації нуклеотидів у ДНК, ії можна розділити на такі фрагменти: 1) структурні гені; 2) регуляторні гені; 3) сателітна ДНК; 4) спейсерна ДНК; 5) кластери генів; 6) повторювані гені.

Структурні гені несуть інформацію про структуру певних поліпептидів. І з цих ділянок транскрибується і-РНК, яка спрямовує синтез білків.

Регуляторні гени контролюють і регулюють процес біосинтезу білка. Сателітна ДНК містить велику кількість повторюваних груп нуклеотидів, що змісту і не транскрибуються. Поодинокі гени сателітної ДНК мають регуляторну або посилювальну дію на структурні гени

Кластери генів - це групи різних структурних генів у певній ділянці хромосоми, об’єднані загальними функціями. Між такими кластерами знаходяться велики спейсерні ділянки, що не транскрибуються. Їх роль до кінця не з’ясована.

Повторювані гени – один і той самий ген богаторазово повторюється (декілька сотень раз). Напрклад, гени р-РНК.