Цитоплазма, її компоненти. Цитозоль, рибосоми. Біосинтез білка

Рибосоми - дрібні тільця грибоподібної форми. Складаються з двох субодиниць (великої та малої), будуються з р-РНК і білків. Функція рибосом - синтез білків.

Пластичний обмін. Біосинтез білка. Сукупність реакцій синтезу, за допомогою яких із речовин, що надійшли до клітини, синтезуються необхідні для неї сполуки, називають пластичним обміном. Реакції пластичного обміну перебігають із затратами енергії. Однією з найважливіших форм пластичного обміну є біосинтез білків. Інформація про структуру білкової молекули зберігається в ядрі у вигляді певної послідовності нуклеотидів ділянки молекули ДНК (генетичний код).

Генетичний код. Ділянка молекули ДНК, що несе інформацію про первинну структуру білка, називається геном. Установлено, що кожний аміно­кислотний залишок у поліпептидному ланцюзі кодується певною послідовністю з трьох нуклеотидів - триплетом, або кодоном. Генетичний код може бути: однозначний (кожний триплет кодує лише одну амінокислоту); універсальний (єдиний для всіх організмів); вироджений (на кожну амінокислоту припадає більше, ніж один кодон); неперервний (між кодонами немає проміжків); неперекривний (кінцевий нуклеотид одного кодону не може служити початком іншого).

Етапи біосинтезу. Спочатку на певній ділянці молекули ДНК синтезується молекула і-РНК - це транскрипція. У цьому процесі бере участь декілька ферментів. Синтезована і-РНК виходить з ядра і направляється в цитоплазму до місця синтезу білка на рибосомі. Цим закінчується перший етап.

Другий етап - трансляція - процес синтезу поліпептидних ланцюгів на рибосомах, де і-РНК є посередником у передачі інформації про первинну структуру білка. Біосинтез проходить через ряд послідовних реакцій.

1. Активація і кодування амінокислот - у центральній петлі т-РНК розташовується триплетний антикодон, що відповідає кодону визначеної амінокислоти і кодону на і-РНК. Кожна амінокислота з’єднується з відповідною т-РНК, використовуючи енергію АТФ. Утворюється комплекс т-РНК - амінокислота, яка надходить до рибосом.

2. Утворення комплексу і-РНК - рибосома і-РНК з’єднується у цито­плазмі рибосомами на ЕПС.

3. Складання поліпептидного ланцюга - т-РНК з амінокислотами за принципом компліментарності антикодону з кодоном з’єднується з і-РНК і надходить до рибосом. У пептидному центрі рибосоми між двома амінокислотами утворюється пептидний зв’язок, а звільнена т-РНК від амінокислоти покидає рибосому. При цьому і-РНК щоразу просувається на один триплет (кодон), взаємодіє з новим комплексом т-РНК - амінокислота і звільнює з рибосоми т-РНК, що віддала амінокислоту. Весь процес забезпечується енергією АТФ. Одна і-РНК може з’єднуватись з декількома рибосомами, утворю-ючи полісому, де одночасно проходить синтез багатьох молекул одного білка. Синтез закінчується, коли на і-РНК з’являються стоп-кодони. Процес синтезу відбувається на гранулярній ЕПС, поліпептидні ланцюги, що утворилися, надходять у її канальці, де набувають остаточної конфігурації та перетворюються на молекулу білка. Усі реакції синтезу каталізуються специфічними ферментами і супроводжуються поглинанням енергії АТФ. Швидкість синтезу дуже велика (білок з 300 амінокислот в рибосомі кишкової палички синтезується до 15–20 сек.).