Этапы биосинтеза белка и регуляция белкового синтеза

Для синтеза белка необходима своя и-РНК, которая считывает последовательность нуклеотидов с отрезка ДНК – одного гена. Молекула и-РНК, проникнув в цитоплазму, прикрепляется к рибосоме и вновь функционирует как матрица. Таким образом, матричный принцип передачи генетической информации с ДНК для синтеза белка можно разбить на несколько этапов:

1. Активирование аминокислоты с помощью фермента аминоацил-т-РНК-синтетазы.

2. Перенос активированных аминокислот к рибосомам

3. Построение аминокислот в полипептидную цепь (элонгация)

4. Приобретение белком биологически активной формы – глобулы за счет образования водородной, полипептидных … связей.

Следовательно, вся генетическая информация представляемая как наследственность организма, записана в ДНК и реализуется в процессе биосинтеза белка на матричном принципе передачи её, пройдя следующие этапы: с ДНК на ДНК (репликация), с ДНК на РНК (транскрипция), с РНК на белок (трансляция).

Каким же образом осуществляетсярегуляция белкового синтеза? В настоящее время известно, что в клетке существует генетический механизм такого синтеза. Для объяснения этого механизма французские ученые Жакоб и Моно выдвинули теорию оперона и открыли механизм индукции и репрессии биосинтеза. В опероне все гены работают или все гены не работают. Рассмотрим данный процесс на примере работы лактозного оперона (lac-оперон). У молочнокислых бактерий расщепление молочного сахара – лактозы осуществляется с помощью фермента бета-галактозидазы. Информация о нем находится в структурных генах, которые работают под руководством гена оператора. Белок-репрессор, информация о котором храниться в гене-регуляторе влияет на работу гена-оператора. Белок-репрессор, соединяясь с оператором, он выключает оперон, транскрипция не идет, белок не синтезируется. Если в среду вносится лактоза, которая является индуктором для этого процесса, она связывается с белком-репрессором (изменяется его конфигурация и он не может соединяться с геном оператором, т.е. блокирует его работу), ген-оператор освобождается, структурные гены работают, идет транскрипция и трансляция, т.е синтезируются белки необходимые для расщепления лактозы.

_ ______ оперон _______________ ген-регулятор

П О 1 2 3 ….. ДНК

промотор оператор структурные гены (несут информацию о ферментах транскрипция на и-РНК

транскрипция на и-рнк трансляция - белок-репрессор

трансляция (синтез белков, необходимых + лактоза

для расщепления лактозы)