Биосинтез белка. Генетический код и его свойства

Биосинтез белка. Генетический код и его свойства

Что же такое биосинтез? Это слово имеет греческое происхождение и состоит из двух частей: «био» (bi‌os), что значит «жизнь», и «синтез» (sy‌nthesis) – «составление, соединение».

Биосинтез – жизненно необходимый процесс, в результате которого в клетке образуются сложные органические вещества из более простых. Если нужные реакции не будут происходит, клетка просто-напросто умрёт.

Кстати, процесс этот весьма энергозатратный, требующий больших запасов энергии АТФ (а также участия специальных катализаторов – ферментов).

Каждая клетка включает тысячи разных белков, свойства которых определяются их первичной структурой – порядком соединения аминокислот. Как ты уже знаешь, информация о последовательности аминокислот хранится в клетке в закодированном виде. Кодируется она последовательностью нуклеотидов, образующих молекулу ДНК.

При этом каждый ген, входящий в молекулу ДНК, определяет свойство какого-то одного белка.

А теперь, внимание, важное определение. Запомни его обязательно:

Генетический код – это система записи информации о последовательности расположения аминокислот в белках с помощью последовательности расположения нуклеотидов в иРНК.

Генетический код обладает следующими свойствами:

1. Триплетность: каждая аминокислота кодируется тремя расположенными подряд нуклеотидами. Последовательность из трёх нуклеотидов называется «триплетом», или «кодоном». Всего их 64. При этом в кодировании аминокислот принимают участие 61 из них. Зачем нужны ещё три кодона? Об этом расскажу чуть ниже.

2. Универсальность: генетический код един для всех живых организмов – от прокариот до человека.

3. Вырожденность (или избыточность): одна и та же аминокислота может быть зашифрована несколькими триплетами (обычно от 2 до 6). Это делает хранение и передачу генетического кода более надёжными. Лишь две аминокислоты (триптофан и метионин) являются исключением: они кодируются одним-единственным триплетом.

4. Однозначность: каждый триплет может кодировать только одну аминокислоту.

5. Неперекрываемость: один и тот же нуклеотид не может быть частью одновременно двух кодонов, расположенных рядом друг с другом.

6. Наличие «знаков препинания» (так называемых «стоп-кодонов») между генами. Это как раз те самые «лишние» кодоны (УАА, УАГ, УГА), которые не принимают участия в шифровании аминокислот, а служат для разделения участков ДНК.

Наконец, перейдём непосредственно к биосинтезу белка. С определением всё более-менее просто:

Биосинтез белка ‒ это процесс синтеза белков, протекающий в живых организмах и включающий несколько стадий (о них поговорим чуть позже).

Этот процесс возможен лишь при наличии ряда компонентов, таких как:

• информационная РНК (иРНК) – переносит информацию от ДНК к месту синтеза белков;

• рибосомы – в этих органоидах происходит сам процесс биосинтеза;

• необходимые аминокислоты (в цитоплазме клетки) – собственно, из них и происходит «сборка» нужных белков;

• транспортные РНК (тРНК) – кодируют аминокислоты и доставляют их к месту синтеза;

• АТФ – обеспечивает энергией протекание нужных реакций.

Весь процесс биосинтеза белка включает два этапа: транскрипцию и трансляцию.