Биология в 3 томах. Tом 3 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003687-3
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 23.26. Схема главных этапов белкового синтеза.
Транскрибируемая и нетранскрибируемая цепи ДНК вновь соединяются
Рис. 23.27. Схема механизма транскрипции. В присутствии РНК-полимеразы двойная спираль ДНК раскручивается в результате разрыва водородных связей между комплементарными основаниями. На образовавшейся одиночной цепи ДНК из свободных рибонук-леотидов строится полинуклеотидная цепь мРНК. Основания мРHК выстраиваются против комплементарных оснований ДНК (По Е. J. Ambrose, D. М. Easty, Cell Biology, 1977, 2nd ed. Nelson.)
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
образования комплементарной одиночной цепи мРНК. Эта молекула образуется в результате связывания друг с другом свободных рибонукле-отидов под действием РНК-полимеразы в соответствии с правилами спаривания оснований ДНК и PHK (табл. 23.5 и рис. 23.27).
Как именно происходит транскрипция оснований ДНК в основания РНК, было продемонстрировано в опытах с синтетической ДНК, состоявшей из нуклеотидов только одного типа — тимидина (TTT...). При введении этой ДНК в бесклеточную систему, содержавшую РНК-по-лимеразу и все четыре нуклеотида (А, У, Г и Ц), синтезировалась мРНК, содержавшая только комплементарные аденинуклеотиды.
Синтезированные молекулы мРНК выходят из ядра через ядерные поры и несут генетическую информацию рибосомам. После того как в процессе транскрипции образовалось достаточное количество молекул мРНК, РНК-полимера-за покидает ДНК, и две цепи ДНК вновь соединяются («молния» застегивается) — восстанавливается двойная спираль.
23.8.7. Трансляция
Трансляцией называют процесс, посредством которого последовательность оснований в молекуле РНК переводится в последовательность аминокислот в полипептидной цепи. Этот процесс происходит на рибосомах. Несколько рибосом присоединяются к молекуле мРНК в виде нити бус, образуя структуру, названную полирибосомой или полисомой. Полисомы можно увидеть с помощью электронного микроскопа (рис. 23.28). Преимущество полисом-ной организации заключается в том, что при этом становится возможным одновременный синтез нескольких полипептидов (разд. 23.8.3). Каждая рибосома состоит из двух субчастиц — большой и малой — и напоминает по форме грибок (рис. 5.27). Первые два кодона мРНК (в сумме 6 оснований) входят в рибосому, как показано на рис. 23.29, А. Первый кодон связывает молекулу аминоацил-тРНК, содержащую комплементарный ему антикодон и несущую первую аминокислоту (обычно это метионин) синтезируемого пол и пептида. Затем второй кодон присоединяет к себе молекулу аминоа-цил-тРНК, содержащую комплементарный ему антикодон (рис. 23.29, А и Б). Функция рибосомы заключается в том, чтобы удерживать в нуж-
Непрерывностъ жизни 173
Начало сообщения. 0,5 мкм .
Б
Рис. 23.28. Процесс транскрипции и образования полисомы у бактерий. Обратите внимание на то, что, поскольку у бактерий нет ядра, РНК не должна у них отделяться от ДНК. А. Электронная микрофотография участка бактериальной ДНК, на которой можно видеть стадии образования мРНК и присоединение рибосом. Б. Схематическое изображение структуры, показанной на микрофотографии А.
ном положении мРНК, тРНК и ферменты, участвующие в процессе трансляции, до тех пор, пока между соседними аминокислотами не образуется пептидная связь.
Как только новая аминокислота присоединилась к растущей полипептидной цепи, рибосома перемещается по мРНК на один кодон. Молекула тРНК, которая перед этим была связана с полипептидной цепью, покидает рибосому и возвращается в цитоплазму, чтобы образовать новый комплекс аминоацил-тРНК (рис. 23.29, В).
Такое последовательное «считывание» и «трансляция» рибосомой заключенного в мРНК кода продолжается до тех пор, пока процесс не доходит до одного из стоп-кодонов (терминирующих кодонов). Такими колонами служат триплеты УАА, УАГ и УГА. На этом этапе полипептидная цепь, первичная структура которой была
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
174 Глава 23
Первая
тРНК~~
Анти кодон Кодон
5'-конец
Вторая тРНК
Большая —субъединица
рибосомы
З'-конец
мРНК
Малая субъединица рибосомы
Между двумя аминокислотами образуется пептидная связь
Вторая тРНК
Вторая молекула аминоацил-тРНК прикрепляется к мРНК
ІМетионин !-(Аминокислота 2[
Первая тРНК отделяется,I ч чтобы присоединить ( новую молекулу ч метионина
Третья тРНК
Третья молекула аминоацил-тРНК приближается к мРНК
мРНК продвинулась на один триплет вперед относительно рибосомы
Рис. 23.29. А и Б. Стадии процесса прикрепления молекул аминоацил-тРНК своими антикодонами к кодонам на мРНК и образование пептидной связи между соседними аминокислотами. В. Относительные перемещения мРНК и рибосомы, в результате которых открывается новый триплет (рамка) для присоединения молекулы аминоацил-тРНК. Первая молекула тРНК отделяется от рибосомы и возвращается в цитоплазму, где ферменты реактивируют ее, делая возможным образование нового комплекса аминоацил-тРНК.
