Слайд 2
ТРАНСЛЯЦИЯ
Перевод генетической информации мРНК, записанной с помощью четырех
нуклеотидов, в первичную структуру белка (полипептид), записанную с помощью
20 аминокислот.
Трансляция идет в рибосомах.
Для перевода нуклеотидного кода в аминокислотную последовательность служат молекулы-адаптеры аминоацил-тРНК: на 3’-конце – аминокислота, а в другой части молекулы - триплет нуклеотидов (антикодон), комплементарный кодону мРНК.
Слайд 4
Рибосомы
Рибосомы - внутриклеточный компартмент, где происходит трансляция.
Полирибосомы (полисомы)
- несколько рибосом, транслирующих одну и ту же цепь
мРНК.
Шероховатый эндоплазматический ретикулум – рибосомы, связанные с мембранами, продуцируют мембранные и экспортные белки.
Свободные полисомы синтезируют внутриклеточные белки.
Слайд 5
Строение рибосом
Химически рибосомы представляют собой нуклеопротеины, состоящие из
РНК и белков в соотношении 1:1 у 80S рибосом
эукариот и 2:1 у 70S рибосом прокариот.
Рибосомные РНК синтезируются в ядрышке, белки образуются в цитоплазме и переносятся в ядрышко. Здесь спонтанно образуются рибосомные субчастицы путем объединения белков с соответствующими рРНК.
Слайд 6
Строение рибосом
Рибосома состоит из 2 субъединиц: малая (30S
– прокариоты или 40S - эукариоты) и большая (50S
– прокариоты или 60S – эукариоты).
У эукариот малая субъединица содержит 33 белка и 18S рРНК, а большая – 49 белков, 5S, 5,8S и 28S рРНК.
В микробной клетке – 10000 рибосом, в клетках эукариот – до 100000 рибосом.
Слайд 9
РИБОСОМНЫЙ ЦИКЛ ДЖ.УОТСОНА
В начале синтеза полипептидной цепи субъединицы
рибосомы объединяются на 5’-конце мРНК в функционирующую рибосому, а
в конце синтеза диссоциируют на субъединицы.
Для синтеза каждой новой полипептидной цепи необходимо собрать рибосому на 5’-конце мРНК.
С одной мРНК одновременно могут транслироваться несколько полипептидных цепей, каждая своей рибосомой.
Слайд 10
ПЕРЕДАЧА ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ПРИ СИНТЕЗЕ БЕЛКА
ДНК: информация о
последовательности аминокислот в полипептидной цепи записана в структурных генах
в виде последовательности триплетов дезоксирибонуклеотидов.
мРНК: в процессе транскрипции на мРНК создается аналогичная последовательность триплетов рибонуклеотидов (кодонов).
тРНК: каждая из 20 протеиногенных аминокислот включается в 1-4 аминоацил-тРНК, имеющих одинаковый антикодон – триплет рибонуклеотидов, комплементарный соответствующему кодону мРНК.
Слайд 12
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД (мРНК)
Инициирующие кодоны – АУГ и ГУГ
(кодируют включение формилметионина у прокариот или метионина у эукариот),
определяют стадию начала (инициации) синтеза белковой молекулы.
Смысловые кодоны – кодируют включение аминокислот в синтезируемую полипептидную цепь.
Терминирующие кодоны (нонсенс-кодоны УАА,УАГ и УГА) не кодируют включение аминокислот, а определяют завершение (терминацию) синтеза.
Слайд 13
ЭТАПЫ СИНТЕЗА БЕЛКА
Активация аминокислот с образованием амино-ацил-тРНК (аа-тРНК)
Инициация
полипептидной цепи
Элонгация полипептидной цепи
Терминация полипептидной цепи
Сворачивание полипептидной цепи (фолдинг)
и процессинг (созревание)
Слайд 14
Белоксинтезирующая система клетки
мРНК – матрица, на которой записана
последовательность аминокислот белка в виде последовательности триплетов.
Рибосомы (полирибосомы) –
место ферментативного соединения аминокислот.
Набор всех типов аа-тРНК (64 типа, по числу кодонов генетического кода).
АТФ, ГТФ, ионы магния, регуляторные и вспомогательные факторы белковой природы.
Слайд 15
АКТИВАЦИЯ АМИНОКИСЛОТ
В цитозоле 20 аминокислот соединяются с соответствующими
тРНК с образованием аминоацил-тРНК.
Ферменты – аминоацил-тРНК-синтетазы имеют 4 участка
в активном центре: для аминокислоты, для тРНК, для АТФ и для воды (гидролиз в случае присоединения «неправильной» аминокислоты).
Аминоацил-тРНК-синтетазы способны распознавать ошибку и устранять ее.
Слайд 17
Стадия инициации
Необходимо: субъединицы рибосом, инициирующие факторы IF-1, IF-2,
IF-3, (формил)метионин-тРНК, мРНК, ГТФ.
Антикодон (формил)метионин-тРНК УАЦ комплементарен инициирующему кодону
мРНК на 5’-конце мРНК.
Перед АУГ на мРНК – последовательность Shine-Dalgarno, которая помогает правильному расположению рибосомы на инициирующем кодоне мРНК (через IF-2 или 16S-РНК).
Слайд 19
Стадия инициации (продолжение)
В рибосоме – два участка связывания
аа-тРНК: А (аминоацильный) имеет основное сродство к амино-ацил-тРНК; Р
(пептидильный) имеет сродство к пептидил-тРНК.
В конце стадии инициации инициирующая (формил)метионин-тРНК находится в Р-участке рибосомы; в А-участке находится следующий кодон мРНК.
В работающей рибосоме находятся 2 кодона мРНК.
Слайд 20
Стадия элонгации
Необходимы: набор аа-тРНК, факторы элонгации EF-T и
EF-g, ГТФ.
Этапы: 1) присоединение аа-тРНК к кодону мРНК в
А-участке; 2) замыкание пептидной связи (пептидилтрансфераза) и образование дипептида в А-участке; 3) транслокация – перемещение дипептида в Р-участок; 4) в А-участок приходит третий кодон мРНК; 5) с ним связывается соответствующая аа-тРНК и т.д.
Слайд 23
Стадия терминации
Факторы терминации FR-1 (УАА и УАГ) и
FR-2 (УАА и УГА). Терминирующие кодоны (в скобках) не
имеют аа-тРНК.
При поступлении УАА, УАГ или УГА в А-участок через факторы FR-1 и FR-2 активируется пептидилэстеразная активность и система синтеза белка распадается на элементы: субъединицы рибосомы, мРНК и синтезированный пептид.
Слайд 26
Фолдинг и процессинг
От синтезированного пептида в цитозоле отщепляется
инициирующая аминокислота (формил)метионин.
Сигнальная последовательность на N-конце позволяет проникнуть через
мембрану ЭПР.
Складывание трехмерной сируктуры с помощью шаперонинов и отбраковка – с помощью белков теплового шока (семейство HSP).
Модификация (гликозилирование, фосфорилирование и пр.).
Слайд 29
Регуляция синтеза белка
Возможна на всех стадиях.
Индукция синтеза белка
– вещество понижает сродство репрессора к гену оператору, что
освобождает дорогу РНК-полимеразе.
Репрессия синтеза белка – вещество повышает сродство репрессора к гену-оператору, что прекращает работу РНК-полимеразы.
В первом случае – экспрессия генов, т.е. синтез белков по генетической программе структурных генов. Во втором случае – подавление экспрессии генов.
