Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Біоси́нтез (або просто синтез) білкі́в — процес, за допомогою якого клітини будують білки. Термін інколи використовується для посилання винятково на процес трансляції, але частіше означає багатокроковий процес, що охоплює , транскрипцію, процесинг (в тому числі сплайсинг), трансляцію та посттрансляційну модифікацію білків. Біосинтез білків, хоча й дуже подібний, дещо відрізняється між представниками трьох доменів життя — еукаріотами, археями та бактеріями.
| Біосинтез білків | |
 Біосинтез білків у Вікісховищі |
Під час транскрипції відбувається зчитування генетичної інформації, зашифрованої в молекулах ДНК, і запис цих даних в молекули мРНК. Під час низки послідовних стадій процесингу з мРНК видаляються деякі фрагменти, непотрібні в подальших стадіях (сплайсинг), і відбувається редагування нуклеотидних послідовностей. Після зрілої молекули мРНК з ядра до рибосом відбувається власне синтез білкових молекул, шляхом приєднання окремих амінокислотних залишків до поліпептидного ланцюжка, що росте. На останній стадії посттрансляційної модифікації відбуваються зміни новосинтезованого білка додаванням небілкових молекул до білка та ковалентними модифікаціями його амінокислот.
Транскрипція
Транскрипцією називається процес зчитування генетичного коду з молекули ДНК. При цьому на одному з ланцюжків ДНК синтезується одно-ланцюжкова молекула інформаційної або матричної РНК (мРНК) згідно з принципом комплементарності. Послідовність з трьох нуклеотидів в мРНК, відповідна послідовності ДНК, що кодує визначену амінокислоту, називається кодоном. Основну роль в транскрипції грає фермент РНК-полімераза.
Процесинг
Молекулярні механізми, пов'язані з "дозріванням" різних типів РНК називаються процесингом. Процесинг пре-мРНК відбувається безпосередньо під час транскрипції в складі РНК-полімеразного комплексу. Молекула пре-мРНК зазнає низки послідовних редагувань, які забезпечують дозрівання функціонуючої матриці для синтезу поліпротеїнового ланцюжка. З появою процесингу в еукаріотичній клітині стало можливо комбінування екзонів та вилучення інтронів гену для отримання більшої різноманітності білків, що кодуються єдиною послідовністю ДНК.
Кепування
При утворенні кепу на зрілій мРНК відбувається приєднання до транскрипту 7-метилгуанозину через трифосфатний місток, що сполучає їх в незвичайній позиції 5'-5', а також метилювання рибоз двох перших нуклеотидів. Процес кепування починається ще до закінчення транскрипції молекули пре-мРНК. Функції кеп-групи складаються в регулюванні мРНК з ядра, захисту 5'-кінця транскрипту від екзонуклеаз та зв'язування мРНК з рибосомою в процесі ініціації трансляції.
Сплайсинг
Пре-мРНК піддається видаленню інтронів. Процес каталізується сплайсосомою і називається сплайсингом.
Поліаденілювання
Поліаденілювання полягає в приєднанні до 3'-кінця транскрипту від 100 до 200 залишків аденілової кислоти, що здійснюється спеціальним ферментом .
Транспорт мРНК
Тоді як у прокаріотів (бактерій та архей) синтез та процесинг мРНК відбувається в цитоплазмі, в еукаріотів він здійснюється в клітинному ядрі, після чого зріла мРНК повинна транспортуватися до цитоплазми, де знаходяться рибосоми. Цей процес відбувається за допомогою приєднання до мРНК допоміжних білків, , які проходять крізь ядерні пори та вивільняють мРНК в цитоплазмі.
Трансляція
Трансляція полягає в синтезі поліпептидного ланцюжка відповідно до інформації, закодованої в матричній РНК. Амінокислотна
послідовність шифрується за допомогою транспортних РНК (тРНК), які утворюють з амінокислотами комплекси — аміноацил-тРНК. Кожній амінокислоті відповідає своя тРНК, що має відповідний антикодон, «відповідний» до кодону мРНК. Під час трансляції рибосома рухається уподовж мРНК, у міру цього нарощується поліпептидний ланцюжок. Енергією, біосинтез білка забезпечується за рахунок АТФ.
Готова білкова молекула потім відщеплюється від рибосоми і доправляється в потрібне місце клітини. Тоді як цитоплазматичні білки рухаються за допомогою дифузії та молекулярних моторів, мембранні білки, білки органел та білки позначені для секреції синтезуються на мембранах клітини (у разі еукаріотів на мембранах ендоплазматичного ретикулуму), одразу проходять вбудовану мембрану та направляються до відповідної органели або секретуються відповідно до сигнальної послідовності у складі білка (яка зазвичай, видаляється після цього за допомогою протеолітичних ферментів).
Посттрансляційна модифікація
Для досягнення свого активного стану деякі білки потребують додаткової посттрансляційної модифікації. Ці модифікації здатні значно розширити різноманітність можливих білків, надаючи їм нові властивості. Прикладами пост-трансляційних модифікацій служать приєднання різних функціональних груп, приєднання ліпідів і вуглеводнів, зміна стандартних амінокислот на нестандартні (наприклад, утворення цитруліну), структурні зміни (наприклад, утворення дисульфідних містків між цистеїнами), видалення частини білка як на початку (сигнальна послідовність, старт-кодон), так і в окремих випадках всередині.
Примітки
- А. В. Сиволоб (2008). (PDF). К: Видавничо-поліграфічний центр "Київський університет". Архів оригіналу (PDF) за 4 березня 2016. Процитовано 24 червня 2014.
- David L. Bentley (March 2014). Coupling mRNA processing with transcription in time and space. Nature reviews. Genetics. 15 (3): 163—175. doi:10.1038/nrg3662. PMID 24514444.
Посилання
- Біосинтез білка, урок біології 10-го класу [ 5 березня 2016 у Wayback Machine.]
- Translation of mRNA {{Webarchive|url=
- Science aid:Protein synthesis стаття для учнів середніх шкіл [ 13 січня 2008 у Wayback Machine.](англ.)
- (англ.)
- (англ.)
- (англ.)
- Protein Synthesis Animation [ 21 жовтня 2007 у Wayback Machine.] Анімація процесу біосинтеза біоків(англ.)
- , на сайті Center for Models of Life(англ.)
- From RNA to Protein Synthesis: hypervideo [ 20 грудня 2007 у Wayback Machine.](англ.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Biosi ntez abo prosto sintez bilki v proces za dopomogoyu yakogo klitini buduyut bilki Termin inkoli vikoristovuyetsya dlya posilannya vinyatkovo na proces translyaciyi ale chastishe oznachaye bagatokrokovij proces sho ohoplyuye transkripciyu procesing v tomu chisli splajsing translyaciyu ta posttranslyacijnu modifikaciyu bilkiv Biosintez bilkiv hocha j duzhe podibnij desho vidriznyayetsya mizh predstavnikami troh domeniv zhittya eukariotami arheyami ta bakteriyami Biosintez bilkiv Biosintez bilkiv u Vikishovishi Pid chas transkripciyi vidbuvayetsya zchituvannya genetichnoyi informaciyi zashifrovanoyi v molekulah DNK i zapis cih danih v molekuli mRNK Pid chas nizki poslidovnih stadij procesingu z mRNK vidalyayutsya deyaki fragmenti nepotribni v podalshih stadiyah splajsing i vidbuvayetsya redaguvannya nukleotidnih poslidovnostej Pislya zriloyi molekuli mRNK z yadra do ribosom vidbuvayetsya vlasne sintez bilkovih molekul shlyahom priyednannya okremih aminokislotnih zalishkiv do polipeptidnogo lancyuzhka sho roste Na ostannij stadiyi posttranslyacijnoyi modifikaciyi vidbuvayutsya zmini novosintezovanogo bilka dodavannyam nebilkovih molekul do bilka ta kovalentnimi modifikaciyami jogo aminokislot TranskripciyaDokladnishe Transkripciya biologiya Transkripciyeyu nazivayetsya proces zchituvannya genetichnogo kodu z molekuli DNK Pri comu na odnomu z lancyuzhkiv DNK sintezuyetsya odno lancyuzhkova molekula informacijnoyi abo matrichnoyi RNK mRNK zgidno z principom komplementarnosti Poslidovnist z troh nukleotidiv v mRNK vidpovidna poslidovnosti DNK sho koduye viznachenu aminokislotu nazivayetsya kodonom Osnovnu rol v transkripciyi graye ferment RNK polimeraza ProcesingShematichne zobrazhennya ko transkripcijnogo procesingu pre mRNK do zriloyi mRNK Pol II RNK polimeraza II Start startova tochka transkripciyi sinya hvilyasta liniya sintezovana pre mRNK FK faktori kepuvannya SKD C kincevij domen RNK polimerazi II Zirochki ferment sho priyednuye kep angl mRNA capping enzyme ta guanil N7 metiltransferaza KZK kep zv yazuyuchij kompleks angl cap binding complex Splajsosoma 5 SS 3 SS 5 ta 3 splajs sajti PTM modifikaciyi gistonovih hvostiv nukleosomi Laso virizanij intron AATAAA sajt poliadeniluvannya CPSF faktor sho specifichno rozrizaye dilyanku poli A angl Cleavage Polyadenylation Specificity Factor CstF faktor sho stimulyuye rozrizannya angl Cleavage stimulation Factor ta FR inshi faktori rozrizannya Dokladnishe div procesing RNK Dokladnishe Procesing RNK Molekulyarni mehanizmi pov yazani z dozrivannyam riznih tipiv RNK nazivayutsya procesingom Procesing pre mRNK vidbuvayetsya bezposeredno pid chas transkripciyi v skladi RNK polimeraznogo kompleksu Molekula pre mRNK zaznaye nizki poslidovnih redaguvan yaki zabezpechuyut dozrivannya funkcionuyuchoyi matrici dlya sintezu poliproteyinovogo lancyuzhka Z poyavoyu procesingu v eukariotichnij klitini stalo mozhlivo kombinuvannya ekzoniv ta viluchennya introniv genu dlya otrimannya bilshoyi riznomanitnosti bilkiv sho koduyutsya yedinoyu poslidovnistyu DNK Kepuvannya Dokladnishe Kep Pri utvorenni kepu na zrilij mRNK vidbuvayetsya priyednannya do transkriptu 7 metilguanozinu cherez trifosfatnij mistok sho spoluchaye yih v nezvichajnij poziciyi 5 5 a takozh metilyuvannya riboz dvoh pershih nukleotidiv Proces kepuvannya pochinayetsya she do zakinchennya transkripciyi molekuli pre mRNK Funkciyi kep grupi skladayutsya v regulyuvanni mRNK z yadra zahistu 5 kincya transkriptu vid ekzonukleaz ta zv yazuvannya mRNK z ribosomoyu v procesi iniciaciyi translyaciyi Splajsing Dokladnishe Splajsing Pre mRNK piddayetsya vidalennyu introniv Proces katalizuyetsya splajsosomoyu i nazivayetsya splajsingom Poliadenilyuvannya Dokladnishe Poliadeniluvannya Poliadenilyuvannya polyagaye v priyednanni do 3 kincya transkriptu vid 100 do 200 zalishkiv adenilovoyi kisloti sho zdijsnyuyetsya specialnim fermentom Transport mRNKDokladnishe Todi yak u prokariotiv bakterij ta arhej sintez ta procesing mRNK vidbuvayetsya v citoplazmi v eukariotiv vin zdijsnyuyetsya v klitinnomu yadri pislya chogo zrila mRNK povinna transportuvatisya do citoplazmi de znahodyatsya ribosomi Cej proces vidbuvayetsya za dopomogoyu priyednannya do mRNK dopomizhnih bilkiv yaki prohodyat kriz yaderni pori ta vivilnyayut mRNK v citoplazmi TranslyaciyaDokladnishe Translyaciya biologiya Translyaciya polyagaye v sintezi polipeptidnogo lancyuzhka vidpovidno do informaciyi zakodovanoyi v matrichnij RNK Aminokislotna Pokaz diyi ribosomi yak biologichnoyi mashini yaka vikonuye translyaciyu na nanomasshtabi Ribosoma ruhayetsya vzdovzh molekuli mRNK v tomu chisli zriloyi tRNK ta utvoryuye polipeptidnij lancyug poslidovnist shifruyetsya za dopomogoyu transportnih RNK tRNK yaki utvoryuyut z aminokislotami kompleksi aminoacil tRNK Kozhnij aminokisloti vidpovidaye svoya tRNK sho maye vidpovidnij antikodon vidpovidnij do kodonu mRNK Pid chas translyaciyi ribosoma ruhayetsya upodovzh mRNK u miru cogo naroshuyetsya polipeptidnij lancyuzhok Energiyeyu biosintez bilka zabezpechuyetsya za rahunok ATF Gotova bilkova molekula potim vidsheplyuyetsya vid ribosomi i dopravlyayetsya v potribne misce klitini Todi yak citoplazmatichni bilki ruhayutsya za dopomogoyu difuziyi ta molekulyarnih motoriv membranni bilki bilki organel ta bilki poznacheni dlya sekreciyi sintezuyutsya na membranah klitini u razi eukariotiv na membranah endoplazmatichnogo retikulumu odrazu prohodyat vbudovanu membranu ta napravlyayutsya do vidpovidnoyi organeli abo sekretuyutsya vidpovidno do signalnoyi poslidovnosti u skladi bilka yaka zazvichaj vidalyayetsya pislya cogo za dopomogoyu proteolitichnih fermentiv Posttranslyacijna modifikaciyaDokladnishe Posttranslyacijna modifikaciya Dlya dosyagnennya svogo aktivnogo stanu deyaki bilki potrebuyut dodatkovoyi posttranslyacijnoyi modifikaciyi Ci modifikaciyi zdatni znachno rozshiriti riznomanitnist mozhlivih bilkiv nadayuchi yim novi vlastivosti Prikladami post translyacijnih modifikacij sluzhat priyednannya riznih funkcionalnih grup priyednannya lipidiv i vuglevodniv zmina standartnih aminokislot na nestandartni napriklad utvorennya citrulinu strukturni zmini napriklad utvorennya disulfidnih mistkiv mizh cisteyinami vidalennya chastini bilka yak na pochatku signalna poslidovnist start kodon tak i v okremih vipadkah vseredini PrimitkiA V Sivolob 2008 PDF K Vidavnicho poligrafichnij centr Kiyivskij universitet Arhiv originalu PDF za 4 bereznya 2016 Procitovano 24 chervnya 2014 David L Bentley March 2014 Coupling mRNA processing with transcription in time and space Nature reviews Genetics 15 3 163 175 doi 10 1038 nrg3662 PMID 24514444 PosilannyaBiosintez bilka urok biologiyi 10 go klasu 5 bereznya 2016 u Wayback Machine Translation of mRNA Webarchive url Science aid Protein synthesis stattya dlya uchniv serednih shkil 13 sichnya 2008 u Wayback Machine angl angl angl angl Protein Synthesis Animation 21 zhovtnya 2007 u Wayback Machine Animaciya procesu biosinteza biokiv angl na sajti Center for Models of Life angl From RNA to Protein Synthesis hypervideo 20 grudnya 2007 u Wayback Machine angl