Vinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.xVinaora Nivo Slider 3.x

Индивидуальное развитие клетки слагается из двух процессов: размножения и роста. На молекулярном уровне это означает две операции с участием одной и той же генетической матрицы, молекул ДНК:

  • репликация ДНК, обеспечивающая копирование генотипа, размножение клеток;
  • транскрипция (синтез РНК) и трансляция (синтез белков) генной информации, необходимые для построения фенотипа, т.е. для роста, включающего и дифференцировку клеток.

Живые клетки, а значит, и сами организмы представляют неразрывное единст­во генотипа и фенотипа, с точки зрения молекулярной биологии – единство программы развития в форме ДНК, передающейся по наследству, и собственно живого тела (сомы), образованного преимущественно белками.

Поистине, уникальная способность ДНК – одинаково легко осуществлять собственную репликацию (аутосинтез) и однонитевую транскрипцию (гетеросинтез) – лежит в основе самовоспроизведения живой материи на разных уровнях организации: молекулярном, клеточном, организменном.

Схема транскрипции

Центральная догма молекулярной биологии (молекулярно-генетическая сущность развития)

Рассмотренная схема отражает только генетическую программу развития. Но конечный облик и образ жизни организма, его фенотип, зависит не только от генотипа, но и от условий среды. При этом “условия среды” понимаются в широком смысле как совокупность всех эпигенетических факторов, так или иначе влияющих на работу генов.

Транскрипция - синтез всех видов РНК на матрице ДНК. Транскрипция, или переписывание, происходит не на всей молекуле ДНК, а на участке, отвечающем за определенный белок (ген).

Условия, необходимые для транскрипции:

  • раскручивание участка ДНК с помощью расплетающих белков-ферментов
  • наличие строительного материала в виде АТФ. ГТФ. УТФ. 1ДТФ
  • ферменты трансктипции - РНК-полимеразы I, II, III
  • энергия в виде АТФ.

Транскрипция происходит по принципу комплементарности. При этом с помощью специальных белков-ферментов участок двойной спирали ДНК раскручивается, является матрицей для синтеза иРНК. Затем вдоль цепи ДНК движется фермент РНК-полимераза, соединяя между собой нуклеотиды по принципу комплементарности в растущую цепь РНК. Затем одноцепочечная РНК отделяется от ДНК и через поры в мембране ядра покидает клеточное ядро

Общая схема транскрипции

Схематическое изображение транскрипции.

По химической организации наследственного материала эукариоты и прокариоты принципиально не отличаются. Известно, генетический материал представлен ДНК.

Наследственный материал прокариот содержится в кольцевой ДНК, которая располагается в цитоплазме клетки. Гены прокариот состоят целиком из кодирующих нуклеотидных последовательностей.

Гены эукариот содержат информативные участки - экзоны, которые несут информацию об аминокислотной последовательности белков, и неинформативные участки - интроны, не несущие информации.

Соответственно, транскрипция информационной РНК у эукариот проходит в 2 этапа:

  • переписываются (транскрибируются) все участки (интроны и экзоны) – такая иРНК называется незрелой или про-иРНК.
  • процессинг - созревание матричной РНК. С помощью специальных ферментов вырезаются интронные участки, затем сшиваются экзоны. Явление сшивания екзонов называется сплайсингом. Посттранскрипционное дозревание молекулы РНК происходит в ядре.

Трансляция или биосинтез белка. Суть трансляции - перевод четырехбуквенного шифра азотистых оснований на 20-буквенный «словарь» аминокислот.

Процесс трансляции состоит в переносе закодированной в иРНК генетический информации в аминокислотную последовательность белка.

Осуществляется биосинтез белка в цитоплазме на рибосомах и состоит из нескольких этапов:

  1. Подготовительный этап (активация аминокислот), состоит в ферментативном связывании каждой аминокислоты с своей тРНК и образовании комплекса аминокислота - тРНК.
  2. Собственно синтез белка, который включает три стадии:
  • инициация - иРНК связывается с малой субъединицей рибосомы, первыми кодонами, инициирующими, являются АУТ или ГУГ. Этим кодонам соответствует комплекс метионил -тРНК. Кроме того, в инициации участвует три белковых: фактора, облегчающие связывание мРНК с большой субчастицей рибосомы, образуется инициаторный комплекс
  • элонгация - удлинение полипептидной цепочки. Процесс осуществляется в 3 шага и заключается в связывании кодона мРНК с антикодоном тРНК по принципу комплементарности в активном центре рибосомы, затем в образовании пептидной связи между двумя остатками аминокислот и перемещении дипептида на шаг вперёд и, соответственно, передвижения рибосомы вдоль иРНК на один кодон вперед.
  • терминация - окончание трансляции, зависит от присутствия в иРНК терминирующих кодонов или "стоп-сигналов" (УАА, УГА, УАГ) и белковых ферментов - факторов терминации.

В клетке для синтеза белка используется не одна, а несколько рибосом. Такой работающий комплекс иРНК с несколькими рибосомами называется полирибосомой. В таком случае синтез белка происходит быстрее, чем при использовании только одной рибосомы.

Уже в ходе трансляции белок начинает укладываться в трёхмерную структуру, а при необходимости в цитоплазме принимает четвертичную организацию.

© 2015-2019 vseobiology.ru | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

Электронный адрес для связи artemchichkov@gmail.com

^ Наверх