Физиология растений - Якушкина Н.И.
Скачать (прямая ссылка):
пами NH одной аминокислоты и СО другой, ван-дер-ваальсовы связи
и др. Благодаря этому полипептидная цепочка приобретает особенное
расположение в пространстве, особую конформацию (вторичная
структура). Л, Поллинг и Р. Кори (1951) установили, что наиболее
распространенной конформацией является а-спираль. Оказалось, что
шаг спирали равен 0,54 нм. Отдельные витки спирали стабилизиро-
ваны водородными связями, диаметр спирали равен 1,05 нм. На каж-
дый оборот спирали приходится 3,6 аминокислотных остатков. Спи-
рализоваиные участки в полипептидной цепочке могут чередоваться
с неспирализованными. а-спираль — не единственная форма поли-
пептидной цепи, которая встречается в природе. Некоторые белковые
молекулы имеют форму ?-спирали, в этом случае полипептидные це-
почки свернуты как бы в виде гармоники. По конформации полипеп-
тидной цепи различают фибриллярные и глобулярные белки. Фибрил-
лярные белки сохраняют вытянутую форму а- и ?-спирали. Однако
большинство белков-ферментов имеет глобулярную форму. У таких
белков а-спираль свернута в определенную глобулу. Форма сверты-
вания спирали в глобулу представляет собой третичную структуру
белка. Третичная структура поддерживается, кроме водородных свя-
зей, гидрофобными взаимодействиями, а также дисульфидиыми свя-
зями, возникающими между двумя сульфгидрильиыми (SH) группа-
ми. Белки могут состоять из нескольких полипептидных цепочек, их
взаимное расположение представляет собой четвертичную структуру.
Белки отличаются исключительной реакционной способностью,
они могут реагировать с самыми различными органическими и неор-
ганическими соединениями и с отдельными ионами. Важнейшая
функция белков заключается в том, что многие из них обладают ката-
литическими свойствами. Все ферменты — это белки. Белки входят
в состав мембран. Основное вещество цитоплазмы ?— это коллоидный
раствор белка. Белки входят в состав клеточных стенок. Раститель-
ный организм использует белки и как запасное питательное ве-
щество.
План построения белка зашифрован в ДНК и находится в ядре.
Между тем сам процесс осуществляется на рибосомах, которые в
основном расположены в цитоплазме. Молекулы ДНК слишком ве-
лики и через поры ядра выйти не могут. Передача информации от
ДНК осуществляется с помощью информационной РНК (и-РНК).
Показано, что в определенные моменты жизни клетки двойная спи-
раль ДНК раскручивается и на оголенной нити ДНК, как на матри-
це, строится молекула и-РНК. Процесс этот получрл название транс-
крипции, т. е. переписывания. В результате процесса транскрипции
образуется РНК комплементарная, т. е. соответственная той цепочке
ДНК, на которой она строится. Так, если в молекуле ДНК имеется
азотистое основание гуанин, то в РНК —цитозин, и наоборот. В ДНК
комплементарной парой является адении — тимин. Однако в составе
РНК тимин заменяется урацилом. Поэтому если в молекуле ДНК
имеется азотистое основание адешш, то в молекуле РНК напротив
аденина будет урацил. In vitro обе цепочки ДНК могут служить ма-
трицей для построения РНК. Вместе с тем in vivo (в клетке) молеку-
ла и-РНК может строиться только на одной из двух цепочек ДНК.
Образование РНК на ДНК-матрице идет с помощью специального
фермента —- ДНК зависимой РИК-полимеразы. ДНК зависимая PHK-
полимераза выделена и из клеток высших растений, в частности из
проростков гороха и кукурузы. РНК-полимераза как бы считывает
генетическую информацию и переводит ее на язык РНК. и-РНК
представляет собой относительно короткие цепочки. Эти цепочки
соединяются с белком и в таком виде (ииформосомы) через поры
ядра поступают в цитоплазму и переносят информацию для синтеза
белка.
Затем и-РНК высвобождается из информосомы и одиоцепочечпая
неспирализованная молекула прикрепляется к малой субъединице
рибосомы, к тому ее участку, который примыкает к большой субъ-
едииице. При этом в каждый момент к рибосоме прикрепляется не-
большой участок цепи и-РНК, содержащий один кодон. Таким обра-
зом, первый этап синтеза белка заключается в образовании комплек-
са между и-РИК и рибосомой.
Перенос аминокислот к рибосомам осуществляется с помощью
транспортных РНК (т-РНК). В состав белков входит 20 аминокислот,
каждой аминокислоте соответствует своя т-РНК, которая имеет срав-
нительно низкую молекулярную массу (25—30 тыс.), состоит из 70—
SO нуклеотидов.
Благодаря определенному расположению комплементарных ну-
клеотидов полинуклеотидпая цепочка т-РНК свернута в виде кле-
верного листа (рис. 14). Каждая т-РНК имеет двойную специфич-
ность. Она несет специфичный триплет (антикодои), ответственный
за прикрепление к определенному месту и-РНК (кодону). Вместе с
тем т-РНК специфична по отношению к ферментам (аминоацилсин-
тетазам), ответственным за их взаимодействие с определенной ами-
нокислотой. В свою очередь, аминоацилсиитетаза (или кодаза) также
имеет двойную специфичность. Каждой аминоацилсинтетазе соответ-
ствуют своя т-РНК и своя аминокислота.
Для того чтобы аминокислота вошла в состав полипептидной це-
