ЗАГАЛЬНА МІКРОБІОЛОГІЯ - Т.П. Пирог - 2004

19. ГЕНЕТИКА БАКТЕРІЙ: ПОСТІЙНІСТЬ, ЗМІНА ТА ПЕРЕДАВАННЯ ОЗНАК

19.1. СИНТЕЗ БІЛКА ТА ГЕНЕТИЧНИЙ КОД

19.1.5. Трансляція мРНК: синтез білка

Амінокислоти з’єднуються в поліпептидний ланцюг за порядком, який визначається триплетами мРНК. У цьому процесі беруть участь мРНК, тРНК, рибосоми, ряд ферментів, АТФ. Спочатку амінокислоти за участю АТФ активуються з утворенням аміноацил-АМФ:

Від АМФ аміноацильна група переноситься на кінцевий нуклеотид тРНК. Активація та приєднання амінокислоти до відповідної тРНК відбувається за участю ферменте аміноацил- тРН К синтетази. Цей фермент розпізнає і амінокислоту, і відповідну їй тРНК. Існує 20 таких синтетаз — по одній на кожну амінокислоту. Якщо для амінокислоти існує кілька кодонів, то для кожної такої амінокислоти існує і кілька тРНК. Різні тРНК, призначені для однієї й тієї ж амінокислоти, називаються ізоакцепторними тРНК. Отже, відповідна синтетаза може приєднувати амінокислоту до кількох ізоакцепторшіхтРНК. У молекулі тРНК є ділянка, комплементарна кодоиу мРНК (антикодом). Амінокислоти з’єднуються на рибосомах (рис. 19.2). Рибосома переміщується вздовж мРНК. починаючи з 5'-кінця, із кожним її переміщенням на один триплет наступна амінокислота встановлюється транспортною РНК у потрібне положення і приєднується своєю аміногрупою до карбоксильної групи попередньої амінокислоти (утворюється полілептидний зв'язок). До мРНК прикріплюється кілька рибосом, так що на одній і тій самій матриці одночасно синтезуються кілька поліпсптидних ланцюгів. Такий комплекс однієї мРНК з рибосомами називається полі сомою. На кінці мРНК міститься кодон, від якого залежить відділення сформованого поліпептндного ланцюга від рибосоми (УАА, У АГ, УГА).

Генетичний код

Примітка. Триплети УАЛ («ochre"). УАГ ("amber") та УГА визначають кінець синтезу та відділення поліпептидного ланцюга від рибосоми.

Умовні позначення:

Але — аланін

Apг — аргінін

Асп — аспарагін

Аспк — аспарагінова кислота

Вал — валін

Гіс — гістидин

Глі — гліцин

Глу — глутамін

Глук — глутамінова кислоти

Ідей — Ізолейцин

Лей — лейцин

Ліз — лізин

Мет — метіонін

Про — пролін

Сер — серин

Тир — тирозин

Тре — треонін

Три — триптофан

Фен — фенілаланін

Цис — цистеїн

Отже, нуклеотидна послідовність ДНК являє собою «закодовану інструкцію", яка визначає (за посередництва мРНК) структуру специфічного білка. Передавання інформації від ДНК через РНК на білок називають «центральною догмою" молекулярної біології. Так відбувається перенесення інформації у всіх організмів, у яких генетичним матеріалом служить ДНК (еукаріоти, прокаріоти, ДНК-віруси).

Серед РНК-вірусів є такі, у яких РНК реплікується безпосередньо на матриці РНК. Проте у деяких РНК-онковірусів спочатку відбувається синтез ДНК, тобто РНК є матрицею для синтезу ДНК. Інформація, що міститься у вірусній РНК, передається на ДНК зворотною транскрипцією (за участю ферменту зворотної транскриптази). Цей фермент використовується в генній інженерії (якщо як носій інформації виділяють не ДНК, а відповідну мРНК. то остання повинна бути переписана в ДНК, яка і вбудовується в плвзміду). У прокаріотів зворотна транскрипція ие виявлена.

Рис. 192. Біосинтез білка:

перенесення генетичної інформації здійснюється за два етапи: спочатку на матричному ланцюгу ДНК утворюється мРНК, потім під час переміщення рибосоми вздовж мРНК (на схемах — зліва направо) різні тРНК підводять до неї амінокислоти і встановлюють їх у положення, що визначається триплетами мРНК. Амінокислоти з’єднуються між собою пептидними зв’язками