Основні уявлення про пластичний обмін, біосинтез білків, фотосинтез

Основні уявлення про пластичний обмін, біосинтез білків, фотосинтез

Основні уявлення про пластичний обмін. Біосинтез білків та його етапи.

Пластичний обмін (анаболізм, асимиляція) - сукупність біохімічних ферментативних процесів синтезу біоорганічних сполук:

- Поживні речовини (білки, ліпіди і вуглеводи), які поступають з їжею, не схожі на відповідні високомолекулярні сполуки даного організму.

- У процесі травлення ці сполуки розпадаються до мономерів, які використовуються в процесі біосинтезу специфічних високомолекулярних речовин.

До основних процесів пластичного обміну належить біосинтез білків, вуглеводів, ліпідів, нуклеїнових кислот, а також фотосинтез і хемосинтез.

Організми розрізняються між собою специфічними білками. Білки складаються з амінокислот. Взаєморозташування амінокислот визначає специфічні властивості білка.

Біосинтез білків відбувається у цитоплазмі клітини на спеціальних органелах - рибосомах. Кожна рибосома має велику і малу субодиниці, які відіграють важливу роль на різних етапах біосинтезу білків. Найважливішу роль у процесі біосинтезу білка відіграють нуклеїнові кислоти - ДНК, РНК. На ДНК записана інформація про білки.

Ген - ділянка ДНК, яка містить інформацію про первинну структуру білка.

Біосинтез білка проходить у 4 етапи:

І етап. Транспірація - передача інформації про структуру білка з молекули ДНК на і-РНК. Цей процес здійснюється з участю спеціальних ферментів і відбувається так: подвійний ланцюг на певному відрізку роз'єднується і вздовж одного з ланцюгів ДНК починається синтез молекули і-РНК за принципом комплементарності. Певна ділянка ДНК (ген) є матрицею для відповідної і-РНК. і-РНК після транскрипції зазнають процесу сплайсінгу - з новоутвореної і-РНК вирізаються неінформаційні фрагменти - інтрони і зшиваються інформаційні ділянки - інтрони.

Екзони - послідовність нуклеотидів у генах, що кодують синтез білка (інформативна ділянка). Інтрони - послідовність нуклеотидів ДНК, що не кодують синтез білка (неінформативна ділянка). Спейсери - частина ДНК, що взагалі не несе генетичної інформації.

Синтезовані молекули і-РНК переходять із ядра в цитоплазму, а ДНК відновлює свою структуру.

ІІ етап. Активація амінокислот. Цей процес відбувається в цитоплазмі. Активовані молекули амінокислот з'єднуються з молекулами транспортних РНК, кожній з 20 амінокислот відповідає певна т-РНК. У молекулі т-РНК є дві важливі ділянки: до однієї з них прикріплюється відповідна амінокислота, а інша містить триплет нуклеотидів, який відповідає коду даної амінокислоти в молекулі і-РНК. Активовані амінокислоти, сполучені з т-РНК надходять до рибосом.

ІІІ етап. Трансляція - синтез поліпептидних ланцюгів. Відбувається так: молекула і-РНК рухається між двома субодиницями рибосом і до неї послідовно приєднуються молекули т-РНК з амінокислотами. При цьому за принципом комплементарності кодони і-РНК вступають у зв'язок з антикодонами т-РНК. Послідовність розташування амінокислот при цьому визначається порядком чергування триплетів у молекулі і-РНК. Амінокислоти утворюють пептидні зв'язки за рахунок енергії АТФ і в результаті з рибосоми сходить поліпептидний ланцюг.

ІV етап. Термінація - утворення вторинної і третинної структур білкової молекули. Цей етап здійснюється в цитоплазмі шляхом скручування, згортання поліпептидного ланцюга.

Для синтезу білка необхідно: