Этапы реализации наследственной информации. Трансляция и посттрансляционные процессы. Механизм осуществления.

Этапы реализации генетической информации:

1. Транскрипция.

2. Процессинг

3. Трансляция

4. Посттрансляционные изменения белка.

Трансляция – процесс синтеза белка из аминокислот по матрице мРНК на рибосомах. Аминокислоты соединяются в последовательность, определяемую нуклеотидными основаниями иРНК, и доставляются в рибосому транспортной РНК. Каждая аминокислота имеет собственную тРНК, у которой есть область(антикодон), комплиментарная кодону на мРНК.

Фермент, участвующий в реакции присоединения аминокислоты к тРНК – кодаза (аминоацил-тРНК-синтетаза). Процесс узнавания тРНК своей аминокислоты – рекогниция.

Стадии трансляции: инициация, элонгация, терминация.

Инициация: происходит соединение мРНК, двух субъединиц рибосомы, и стартовой тРНК, несущей метионин (для этого необходимо присутствие ионов магния и рядов факторов инициации). Единственным общепринятым и универсальным сигналом инициации считается кэп-структура. Первым

кодоном от 5’-конца мРНК всегда служит АУГ (старт-кодон). Малая субъединица рибосомы соединяется с иРНК таким образом, что стартовый кодон АУГ располагается в области, соответствующей П – участку (пептидильному). При этом только инициирующая тPHK, несущая метионин способна занять место в недостроенном П - участке малой субчастицы рибосомы и комплементарно соединиться со стартовым кодоном. После этого происходит объединение большой и малой субчастиц рибосомы с образованием ее пептидильного и аминоациального участков. К концу фазы инициации П-участок занят аминоацил-тРНК, связанной с метионином, а в А-участке рибосомы располагается следующий за стартовым кодон. Процессы инициации, трансляции катализируются особыми белками - факторами инициации, которые подвижно связаны с малой субчастицей рибосомы.

Элонгация: включает в себя реакции от момента образования первой пептидной связи до присоединения последней аминокислоты. Представляет собой циклически повторяющиеся события, при которых происходит специфическое узнавание аминоацил-тРНК очередного кодона, находящегося в А - участке, комплементарное взаимодействие между кодоном и антикодоном. Благодаря особенностям строения тРНК при соединении ее антикодона с кодоном и-РНК, транспортируемая ею аминокислота располагается в А - участке поблизости от ранее включенной аминокислоты, находящейся в П – участке. Здесь между аминокислотами образуется пептидная связь, катализируемая особыми белками, входящими в состав рибосомы. В результате предыдущая аминокислота теряет связь со своей т-РНК и присоединяется к аминоацил-тРНК, расположенной в А - участке. Находившаяся в этот момент в П – участке тРНК высвобождается и уходит в цитоплазму (через Е-центр). Перемещение т-РНК, нагруженной пептидной цепочкой из А - участка в П участок сопровождаемся продвижением рибосомы по и-РНК на шаг, соответствующий одному кодону. Затем следующий кодон входит в контакт с А - участком, где он

будет специфически «опознан» соответствующей аминоацил-тРНК, которая разместит здесь свою аминокислоту. Такая последовательность событий повторяется до тех пор, пока в А - участок рибосомы не поступит кодон - терминатор, для которого не существует соответствующей т-РНК. Скорость элонгации зависит от различных факторов, в том числе и от t°.

Терминация: трансляция заканчивается, когда достигается один из стоп-кодонов (УАА, УАГ, УГА). Полипептидная цепь покидает рибосому, которая распадается на 2 субъединицы.

Посттрансляционные изменения белков.

Некоторые белки неактивны без последующих модификаций («созревания»). В процессе белки могут:

1) Терять концевые аминокислоты;

2) Преобразовываться во вторичные/третичные белковые структуры (при участии фермента экзопептидазы)

3) Объединяться, образуя четвертичные структуры;

Синтезированные макромолекулы могут объединяться с липидами или углеводами, встраиваясь в биомембраны.