Регуляция и синтез белка. 6.2 Тема Регуляци и матричный биосинтез белка. Позднякова Ирина Анатольевна, доцент кафедры биохимии и молекулярной биологии с курсом клинической лабораторной диагностики План лекции

• Название: Позднякова Ирина Анатольевна, доцент кафедры биохимии и молекулярной биологии с курсом клинической лабораторной диагностики План лекции
• Анкор: Регуляция и синтез белка
• Дата: 30.11.2020
• Размер: 1.62 Mb.
• Имя файла: 6.2 Тема Регуляци и матричный биосинтез белка.pptx
• Тип: Лекции; #155232

Регуляция и матричный биосинтез белка

Позднякова Ирина Анатольевна, доцент кафедры биохимии и молекулярной биологии с курсом клинической лабораторной диагностики

План лекции

• Компоненты белоксинтезирующей системы
• Свойства генетического кода
• Трансляция (биосинтез белка)
• Регуляция биосинтеза белка

Компоненты белоксинтезирующей системы

Необходимые компоненты:

аминокислоты

аминоацил-тРНК

мРНК

- структурный материал- аминокислоты (20 видов) в количестве свыше 50; тРНК специфические (свыше 50); аминоацил-тРНК синтетазы (свыше 50); мРНК - носитель генетического кода; рибосома – молекулярная машина синтеза белка; источники энергии- АТФ, ГТФ; белковые факторы инициации, элонгации, терминации, ионы магния.

http://knigakulinara.ru

Роль матричной РНК (мРНК)

Чередование нуклеотидов в мРНК называют «генетическим кодом», он представляет собой способ кодирования последовательности аминокислот в белке (64 кодона кодируют 20 аминокислот).

http://edusat.ru/pa

Свойства генетического кода

Триплетность и специфичность

• Триплетность, то есть кодирующими элементами в шифровании аминокислотной последовательности являются тройки нуклеотидов, называемые «триплетами» или «кодонами» (20 аминокислот кодируются 64 кодонами).
• Специфичность – каждому кодону соответствует только одна определенная аминокислота.

Выражденность и линейность

• Выражденность, смысловыми из 64 кодонов являются 61, из этого следует, что включение в белок одной и той же аминокислоты определяют несколько кодонов.
• Линейность – в ходе трансляции кодоны мРНК «читаются» с фиксированной стартовой точки последовательно и не перекрываются.

Универсальность и колинеарность

• Универсальность – смысл кодоновых слов одинаков для всех организмов, за исключением митохондриальной мРНК, содержащей 4 триплета иного значения.
• Колинеарность – у прокариотов обнаружено линейное соответствие последовательности кодонов гена и последовательности аминокислот в белке.

Адапторная роль и строение транспортной РНК (тРНК)

Доставку аминокислот к месту синтеза белка на рибосомы, осуществляют тРНК специфические для каждой аминокислоты, путем образования комплекса аминоацил- тРНК, эта адапторная функция обусловленна особой структурой тРНК:

medicscience.ru

Образование комплекса аминоацил-тРНК (аа-тРНК)

http://en.ppt-online.org

Аминоацил тРНК синтетаза

Активный центр связывания с аминокислотой

Активный центр связывания с тРНК

Комплекс аа-тРНК

Узнавание аминокислотой своей тРНК, осуществляется при посредстве специфичного фермента аминоацил-тРНК синтетазы, который обладает двумя активными центрами для связывания субстратов: аминокислоты, тРНК. В результате образуется комплекс аминоацил-тРНК (аа-тРНК).

аминокислота

тРНК

Роль рибосомальной РНК (рРНК)

http://kartinki9063.magjudo8.ru

Рибосомы представляют собой рибонуклеопротеиновые образования, выполняющие функцию молекулярных машин по сборке аминокислот в белки.

Трансляция (биосинтез белка)

Этапы трансляции

А. Инициация – образование инициирующего комплекса;

Б. Элонгация – построение полипептидной последовательности;

В. Терминация – завершение синтеза полипептидной цепи.

Инициация (образование инициирующего комплекса)

Образование инициирующего комплекса начинается с объединения мет-тРНК и малой субъединицы рибосомы, затем в присутствии факторов инициации, происходит присоединение мРНК и большой субъединицы рибосомы.

https://infourok.ru/

Элонгация – синтез полипептидной цепи

http://clubshopa.ru

Происходит на большой субъединице рибосомы, где находятся два центра:Р-пептидильный, А-аминоацильный. Стадии: 1)связывание аминоацил-тРНК с А-центром;

2) транспептидация;

3)транслокация, освобождающийся А-центр вновь связывает аминоацил-тРНК. Процесс многократно повторяется.

Кодону мРНК комплементарен антикодон тРНК

Терминация – завершение синтеза белка

http://nauka.jofo.me

Терминация наступает, когда на мРНК появляется стоп-кодон, соответствующий по расположению А-центру рибосомы. Вместо аминоацил-тРНК к

А-центру присоединяются факторы терминации,

они катализируют гидролитическое отщепление синтезированной полипептидной цепи.

Посттрансляционная модификация

http://libdocs.ru

В эндоплазматическом ретикулуме происходит фолдинг полипептидных цепей, т.е. их модификация (фосфорилирования, гидроксилирование и др.) с формированием уникальной третичной или четвертичной структуры белков.

Регуляция синтеза белка

Схема регуляции оперона Жакоба и Моно

Впервые схема регуляции биосинтеза белков на примере лактозного оперона была предложена французскими ученными Жакобом и Моно в 1961 г. Доказано, что активность оперона регулируется геном оператором опосредованно через белок репрессор.

http://prokla.cf/

Франсуа Жакоб (слева), Жак-Люсьен Моно (справа)

Индукция на примере лактозного оперона (а)

http://these.123girls.ru/

ГР-ген регулятор;

ГО-ген оператор;

СГ1, СГ2, СГ3- структурные гены

Оперон «работает»

Если в присутствии индуктора (например, лактозы) происходит связывание с белком репрессором лактозного оперона и он переходит в неактивную форму, не способную блокировать ген оператор, наступает индукция (оперон «работает»), т.е происходит считывание генетической информации.

Репрессия на примере лактозного оперона (б)

Оперон «не работает»

Если в отсутствии индуктора белок репрессор лактозного оперона находится в активном состоянии, способном блокировать ген оператор, наступает репрессия (оперон «не работает»), т.е не происходит считывания генетической информации.

Спасибо за внимание!