Биосинтез белка: транскрипция и трансляция
🌿 Биология · 10 класс
Реакции матричного синтеза: как генетический код реализуется в последовательности белка.
Что такое биосинтез белка
Биосинтез белка — это образование молекул белка в клетке на основе информации, записанной в гене. Белки определяют строение и работу организма, поэтому их синтез строго управляется наследственным аппаратом. Биосинтез относят к реакциям матричного синтеза: новая молекула строится по образцу (матрице) уже имеющейся.
Генетический код и его свойства
Информация о порядке аминокислот в белке зашифрована в ДНК последовательностью нуклеотидов. Единицей кода является триплет (кодон) — три рядом стоящих нуклеотида, кодирующих одну аминокислоту.
- Триплетность — одну аминокислоту кодируют три нуклеотида.
- Однозначность — каждый триплет кодирует только одну аминокислоту.
- Избыточность — одну аминокислоту могут кодировать несколько триплетов.
- Универсальность — код един для всех живых организмов.
- Неперекрываемость — триплеты не накладываются друг на друга.
Транскрипция
Первый этап — транскрипция — переписывание информации с ДНК на информационную (матричную) РНК. Идёт в ядре по принципу комплементарности с помощью фермента. При этом против аденина ДНК встаёт урацил РНК:
ДНК: А Т Г Ц
и-РНК: У А Ц Г
Готовая информационная РНК выходит из ядра в цитоплазму к рибосомам.
Трансляция
Второй этап — трансляция — синтез белковой цепи на рибосоме по матрице информационной РНК. Аминокислоты доставляет транспортная РНК, у которой есть антикодон, комплементарный кодону. Рибосома последовательно соединяет аминокислоты пептидными связями.
| Этап | Место | Что происходит | Результат |
|---|---|---|---|
| Транскрипция | Ядро | Переписывание гена на информационную РНК | Молекула и-РНК |
| Трансляция | Рибосома | Сборка белка из аминокислот | Полипептидная цепь |
Частая ошибка. В РНК нет тимина — вместо него используется урацил. Помните, что транскрипция идёт в ядре, а трансляция — на рибосомах в цитоплазме.
Роль реакций матричного синтеза
Биосинтез белка относят к реакциям матричного синтеза наряду с удвоением ДНК и синтезом РНК. Их объединяет общий принцип: новая молекула строится строго по образцу старой на основе комплементарности азотистых оснований. Это гарантирует точность передачи информации из поколения в поколение клеток.
Значение биосинтеза
Точность биосинтеза обеспечивает передачу наследственных признаков. Любое изменение последовательности нуклеотидов в гене (мутация) может изменить структуру белка и проявиться как новый признак. Синтез белков идёт непрерывно: клетка постоянно обновляет ферменты, строительные и защитные белки. Управляя биосинтезом, организм включает и выключает гены в зависимости от потребностей, что лежит в основе развития и приспособления. На знании этих процессов основана генная инженерия, позволяющая получать нужные белки, например инсулин, с помощью бактерий.
Кратко о главном
- Биосинтез белка — реакция матричного синтеза по информации гена.
- Генетический код триплетен, однозначен, избыточен, универсален и неперекрываем.
- Транскрипция в ядре создаёт информационную РНК, трансляция на рибосоме строит белок.
- В РНК тимин заменён на урацил; аминокислоты приносит транспортная РНК.