Обмены веществ, происходящие в клетках человека

Характеристика генетического  кода.

1.Код триплетен: каждой аминокислоте соответствует сочетание из 3 нуклеотидов. Всего таких сочетаний -- 64 кода. Из них 61 код смысловой, т. е. соответствует 20 аминокислотам, а 3 кода -- бессмысленные, стоп-коды, которые не соответствуют аминокислотам, а заполняют промежутки между генами.

2. Код однозначен -- каждый  триплет соответствует только  одной аминокислоте.

3. Код вырожден -- каждая  аминокислота имеет более чем  один код. Например, у аминокислоты  глицин -- 4 кода: ЦЦА, ЦЦГ, ЦЦТ, ЦЦЦ,  чаще у аминокислот их 2--3.

4. Код универсален -- все  живые организмы имеют один  и тот же генетический код  аминокислот.

5. Код непрерывен -- между  кодами нет промежутков.

6. Код неперекрываем -- конечный нуклеотид одного кода не может служить началом другого.

Условия биосинтеза. Для биосинтеза белка необходима генетическая информация молекулы ДНК; информационная РНК -- переносчик этой информации из ядра к месту синтеза; рибосомы -- органоиды, где происходит собственно синтез белка; набор аминокислот в цитоплазме; транспортные РНК, кодирующие аминокислоты и переносящие их к месту синтеза на рибосомы; АТФ -- вещество, обеспечивающее энергией процесс кодирования и биосинтеза.

Этапы биосинтеза

Транскрипция -- процесс биосинтеза всех видов РНК на матрице ДНК, который протекает в ядре.

Определенный участок  молекулы ДНК деспирализуется, водородные связи между двумя цепочками разрушаются под действием ферментов. На одной цепи ДНК, как на матрице, по принципу комплементарное из нуклеотидов синтезируется РНК-копия. В зависимости от участка ДНК таким образом синтезируются рибосомные, транспортные, информационные РНК.

После синтеза иРНК она выходит из ядра и направляется в цитоплазму к месту синтеза белка на рибосомы.

Трансляция -- процесс синтеза полипептидных цепей, осуществляемый на рибосомах, где иРНК является посредником в передаче информации о первичной структуре белка.

Биосинтез белка состоит  из ряда реакций.

1. Активирование и кодирование  аминокислот. тРНК имеет вид клеверного листа, в центральной петле которого располагается триплет-ный антикодон, соответствующий коду определенной аминокислоты и кодону на иРНК. Каждая аминокислота соединяется с соответствующей тРНК за счет энергии АТФ. Образуется комплекс тРНК--аминокислота, который поступает на рибосомы.

2. Образование комплекса  иРНК--рибосома. иРНК в цитоплазме соединяется рибосомами на гранулярной ЭПС.

3. Сборка полипептидной  цепи. тРНК с аминокислотами по принципу комплементарности антикодона с кодоном соединяются с иРНК и входят в рибосому. В пептидном центре рибосомы между двумя аминокислотами образуется пептидная связь, а освободившаяся тРНК покидает рибосому. При этом иРНК каждый раз продвигается на один триплет, внося новую тРНК -- аминокислоту и вынося из рибосомы освободившуюся тРНК. Весь процесс обеспечивается энергией АТФ. Одна иРНК может соединяться с несколькими рибосомами, образуя полисому, где идет одновременно синтез многих молекул одного белка. Синтез заканчивается, когда на иРНК начинаются бессмысленные кодоны (стоп-коды). Рибосомы отделяются от иРНК, с них снимаются полипептидные цепи. Так как весь процесс синтеза протекает на гранулярной эндо-плазматической сети, то образовавшиеся полипептидные цепи поступают в канальца ЭПС, где приобретают окончательную структуру и превращаются в молекулы белка.

Все реакции синтеза катализируются специальными ферментами с затратой энергии АТФ. Скорость синтеза очень  велика и зависит от длины полипептида. Например, в рибосоме кишечной палочки  белок из 300 аминокислот синтезируется  приблизительно за 15--20 с.