Как устроен процесс синтеза белка в клетках человека
Статья подробно описывает процесс синтеза белка в клетках человека на основе представленного видеоролика. В ней рассказывается о центральной догме молекулярной биологии, структуре ДНК и РНК, генетическом коде, рибосомах и механизме трансляции. Статья содержит множество технических подробностей и визуальных иллюстраций, чтобы помочь читателю глубоко разобраться в этом биологическом процессе.
Генетический код и механизм синтеза белка в живых организмах
Как выглядит ДНК и РНК на молекулярном уровне?
ДНК представляет собой двойную спираль, состоящую из повторяющихся блоков - нуклеотидов, включающих в себя сахар, фосфатную группу, и одно из четырех химических соединений: аденин, гуанин, цитозин и тимин. Напротив каждого нуклеотида в одной цепи ДНК находится комплементарный ему нуклеотид в другой цепи (А-Т, Г-Ц). РНК выглядит похожим образом, но вместо тимина в ней содержится урацил.
Как записана генетическая информация в ДНК?
Генетическая информация в ДНК записана в виде последовательности нуклеотидов. Участки ДНК, содержащие информацию о сборке определенного белка, называются генами. Информация с генов считывается и записывается в виде молекул матричной РНК (мРНК), которая затем используется рибосомами для синтеза белков. Каждая тройка нуклеотидов в мРНК (триплет) кодирует одну из 20 аминокислот, из которых состоят белки.
Как рибосомы синтезируют белки на основе информации из РНК?
- Малая субъединица рибосомы связывается с мРНК и находит стартовый кодон (AUG), указывающий начало кодирующей последовательности.
- К малой субъединице рибосомы последовательно присоединяются транспортные РНК (тРНК), каждая из которых несет свою аминокислоту. Рибосома считывает триплеты мРНК и подбирает комплементарные им тРНК.
- Аминокислоты, принесенные тРНК, последовательно соединяются, образуя полипептидную цепь - будущий белок.
- Когда рибосома доходит до стоп-кодона, она освобождает полученный белок и распадается на два субъединицы, готовые участвовать в синтезе следующего белка.
Какую роль играют транспортные РНК (тРНК)?
Транспортные РНК имеют сложную пространственную структуру, напоминающую лист клевера. На одном конце каждой тРНК присоединена определенная аминокислота, а на другом - участок, комплементарный триплету в мРНК. Таким образом, тРНК доставляют нужные аминокислоты к рибосоме, где они последовательно соединяются в полипептидную цепь будущего белка.
Как рибосомы считывают и декодируют генетическую информацию?
Рибосома состоит из двух субъединиц, между которыми находится участок, где происходит считывание и декодирование мРНК. Малая субъединица связывается с мРНК и находит стартовый кодон. Большая субъединица присоединяется, и рибосома начинает считывать триплеты мРНК, подбирая комплементарные им тРНК и присоединяя соответствующие аминокислоты к растущей полипептидной цепи. Когда рибосома доходит до стоп-кодона, она освобождает готовый белок и распадается на две части, готовые участвовать в синтезе следующего белка.
Что такое генетический код и как он устроен?
Генетический код - это правила соответствия между последовательностью триплетов в мРНК и аминокислотами, из которых построены белки. Всего существует 64 возможных триплета (4 нуклеотида x 4 x 4), но только 20 аминокислот, поэтому код является вырожденным - разные триплеты могут кодировать одну и ту же аминокислоту. Для декодирования генетического кода используют специальные схемы или таблицы, которые показывают соответствие между триплетами и аминокислотами.
Можно ли менять порядок считывания триплетов в мРНК?
Да, если сдвинуть рамку считывания на одно положение, то получится совершенно другая последовательность аминокислот. Однако в живой клетке существует строго определенная точка начала считывания, обозначенная стартовым кодоном AUG. Рибосома всегда начинает синтез белка с этого кодона, поэтому порядок считывания триплетов гарантированно правильный.