Біосинтез білка - як це відбувається?

Біосинтез білка відбувається в усіх органах, тканинах і клітинах. Найбільша кількість білка синтезується в печінці. Рибосоми здійснюють біосинтез білка. За хімічною природою рибосоми - нуклеопротеїни, що складаються з РНК (50-65%) і білків (35-50%). Рибонуклеїнова кислота є складовими частинами гранулярной ендоплазматичноїмережі, де відбуваються біосинтез і переміщення синтезованих молекул білка.

Рибосоми в клітці знаходяться у вигляді скупчень від 3 до 100 одиниць - полісом (полірібосом). Рибосоми зазвичай з'єднані між собою своєрідною ниткою, видимої під електронним мікроскопом - і-РНК.

Кожна рибосома здатна синтезувати самостійно одину поліпептидний ланцюг, група - кілька таких ланцюгів і молекул білка.

Етапи біосинтезу білка

Активація амінокислот. У гіалоплазму з міжклітинної рідини в результаті дифузії, осмосу або активного переносу надходять амінокислоти. Кожен вид амино- і імінокіслот взаємодіє з індивідуальним ферментом - аміноацілсінтетазой. Реакція активується катіонами магнію, марганцю, кобальту. Виникає активована амінокислота.

Біосинтез білка (другий етап) - взаємодія і з'єднання активованої амінокислоти з т-РНК. Активовані амінокислоти (аміноаціладенілат) за допомогою ферментів переносяться на т-РНК цитоплазми. Процес каталізується аміноацил-РНК-синтетазами. Залишок амінокислоти з'єднується карбоксильною групою з гідроксильною другого атома Карбону рибози нуклеотиду т-РНК.

Біосинтез білка (третя стадія) - транспортування комплексу активованої амінокислоти з т-РНК в рибосоми клітини. Амінокислота пов'язана з т-РНК, переноситься з гіалоплазми на рибосому. Процес каталізується специфічними ферментами, яких в організмі не менше 20. Деякі амінокислоти транспортуються декількома т-РНК (наприклад, валін і лейцин - трьома т-РНК). У цьому процесі використовується енергія ГТФ і АТФ. Четверта стадія біосинтезу характеризируется зв'язуванням аміноацил-т-РНК з комплексом і-РНК - рибосома. Аміноацил-т-РНК, підійшовши до рибосоми, взаємодіє з і-РНК. Кожна т-РНК має ділянку, що складається з трьох нуклеотидів - антикодон. В і-РНК йому відповідає ділянка з трьома нуклеотидами - кодон. Кожному кодону відповідають антикодон т-РНК і одна амінокислота. У ході біосинтезу до рибосом приєднуються у вигляді аміноацил-тРНК амінокислоти, які в подальшому в порядку, що визначається розміщенням кодонів в і-РНК, формуються в поліпептидний ланцюг.

Наступна стадія біосинтезу білка - це ініціація поліпептидного ланцюга. Після того як дві сусідні аміноацил-т-РНК своїми антикодон приєдналися до кодонам і-РНК, створюються умови для синтезу поліпептидного ланцюга. Формується пептидний зв'язок. Ці процеси катализируются пептідсінтетазамі, активуються катіонами Mg і факторами ініціації білкової природи F1, F2, F3. Джерелом хімічної енергії є гуанозінтріфосфатная кислота.

Термінація поліпептидного ланцюга. Рибосома, на поверхні якої синтезувалася поліпептидний ланцюг, досягає кінця ланцюга і-РНК, надалі «зіскакує» з неї. До протилежного кінця і-РНК на її місце приєднується нова рибосома, яка здійснює синтез черговий молекули поліпептиду. Поліпептидний ланцюг від'єднується від рибосоми і виділяється в гіалоплазму. Ця реакція здійснюється за допомогою специфічного фактора звільнення (фактора R), який з'єднаний з рибосомою і полегшує гідроліз ефірного зв'язку між полипептидом і т-РНК.

У гіалоплазме з поліпептидних ланцюгів утворюються прості і складні білки. Формуються вторинна, третинна і в багатьох випадках - четвертичная структури білкової молекули. Таким чином відбувається біосинтез білка в клітині.