BIOSYNTEZA BIAŁKA
BIOSYNTEZA BIAŁKA
BIOSYNTEZA BIAŁKA
BIOSYNTEZA BIAŁKA
DNA
DNA
jest nośnikiem informacji genetycznych
jest nośnikiem informacji genetycznych
przenoszonych za pośrednictwem mRNA do
przenoszonych za pośrednictwem mRNA do
rybosomów, gdzie służy jako
rybosomów, gdzie służy jako
zapis
zapis
kolejności
kolejności
przyłączanych przy
przyłączanych przy
budowie
budowie
białka
białka
aminokwasów.
aminokwasów.
Współzależność zapisu w kolejnych
Współzależność zapisu w kolejnych
fragmentach mRNA i kolejności
fragmentach mRNA i kolejności
aminokwasów w wytwarzanym łańcuchu
aminokwasów w wytwarzanym łańcuchu
peptydowym jest określany jako
peptydowym jest określany jako
alfabet
alfabet
genetyczny
genetyczny
lub
lub
kod genetyczny.
kod genetyczny.
Fragment sekwencji nukleotydów na mRNA
Fragment sekwencji nukleotydów na mRNA
określa
określa
jeden aminokwas
jeden aminokwas
, jest nazwany
, jest nazwany
kodonem.
kodonem.
Litery A, G, T i C odpowiadają nukleotydom
Litery A, G, T i C odpowiadają nukleotydom
występującym w DNA; są one
występującym w DNA; są one
zorganizowane w 3-literowy kod zwany
zorganizowane w 3-literowy kod zwany
kodonem
kodonem
, a zbiór tych kodonów obejmuje
, a zbiór tych kodonów obejmuje
kod genetyczny
kod genetyczny
.
.
Kod genetyczny
Kod genetyczny
jest ciągły, system
jest ciągły, system
jego działania jednak jest
jego działania jednak jest
wyposażony w
wyposażony w
znaki przestankowe
znaki przestankowe
,
,
tzn. zawiera informacje o rozpoczęciu
tzn. zawiera informacje o rozpoczęciu
i zakończeniu syntezy łańcucha
i zakończeniu syntezy łańcucha
polipeptydowego.
polipeptydowego.
Mechanizm
Mechanizm
inicjowania syntezy białka
inicjowania syntezy białka
wiąże
wiąże
się z pojawieniem się na początku zapisu w
się z pojawieniem się na początku zapisu w
mRNA kodonu
mRNA kodonu
AUG
AUG
, kodującego
, kodującego
Met
Met
lub
lub
GUG
GUG
kodującego
kodującego
Val
Val
.
.
Znakami przerywającymi syntezę białka są
Znakami przerywającymi syntezę białka są
kodony pomocnicze
kodony pomocnicze
(kończące - UAA, UAG i
(kończące - UAA, UAG i
UGA).
UGA).
Gdy w przesuwającym się przez rybosom
Gdy w przesuwającym się przez rybosom
łańcuchu mRNA pojawi się jeden z tych
łańcuchu mRNA pojawi się jeden z tych
kodonów, następuje
kodonów, następuje
zakończenie syntezy
zakończenie syntezy
łańcucha
łańcucha
polipeptydowego i odłączenie go
polipeptydowego i odłączenie go
od rybosomu, gdyż te
od rybosomu, gdyż te
3 kodony nie kodują
3 kodony nie kodują
żadnego aminokwasu, co powoduje przerwę
żadnego aminokwasu, co powoduje przerwę
w dobudowie aminokwasów do
w dobudowie aminokwasów do
wydłużanego łańcucha peptydowego.
wydłużanego łańcucha peptydowego.
Dla pełnego bezpieczeństwa układ kończący
Dla pełnego bezpieczeństwa układ kończący
stanowią zwykle co najmniej
stanowią zwykle co najmniej
dwie trójki
dwie trójki
kończące
kończące
.
.
Składniki komórkowe:
Składniki komórkowe:
DNA, mRNA, tRNA,
DNA, mRNA, tRNA,
aminokwasy i rybosomy
aminokwasy i rybosomy
współdziałają w złożonym
współdziałają w złożonym
procesie wytwarzania łańcuchów polipeptydowych.
procesie wytwarzania łańcuchów polipeptydowych.
Jest on nazywany
Jest on nazywany
translacją
translacją
, gdyż odbywa się w
, gdyż odbywa się w
nim tłumaczenie informacji zawartych w genomie w
nim tłumaczenie informacji zawartych w genomie w
postaci tripletów nukleotydów, na informacje o
postaci tripletów nukleotydów, na informacje o
strukturze białka w postaci sekwencji aminokwasów
strukturze białka w postaci sekwencji aminokwasów
w łańcuchu peptydowym.
w łańcuchu peptydowym.
Sekwencja tripletów w łańcuchach DNA warunkuje
Sekwencja tripletów w łańcuchach DNA warunkuje
sekwencję aminokwasów w łańcuchach
sekwencję aminokwasów w łańcuchach
polipeptydowych, z których utworzone są białka.
polipeptydowych, z których utworzone są białka.
Synteza białka jest trójfazowa:
Synteza białka jest trójfazowa:
1.
1.
inicjacja
inicjacja
– pojawienie się w mRNA
– pojawienie się w mRNA
kodonu AUG lub GUG;
kodonu AUG lub GUG;
2.
2.
elongacja
elongacja
– wydłużanie łańcucha, tj.:
– wydłużanie łańcucha, tj.:
-
przyłączenie tRNA pasującego do kodonu,
przyłączenie tRNA pasującego do kodonu,
niosącego aktywny aminokwas następny w
niosącego aktywny aminokwas następny w
łańcuchu polipeptydowym;
łańcuchu polipeptydowym;
-
wytworzenie wiązania peptydowego;
wytworzenie wiązania peptydowego;
-
translokacja peptydylo-tRNA i uwolnienie tRNA
translokacja peptydylo-tRNA i uwolnienie tRNA
z rybosomu;
z rybosomu;
-
przemieszczenie mRNA o jeden kodon do
przemieszczenie mRNA o jeden kodon do
przodu, w celu umieszczenia nowego kodonu;
przodu, w celu umieszczenia nowego kodonu;
3. terminacja
3. terminacja
-
przerwanie translacji (pojawienie się
przerwanie translacji (pojawienie się
kodonów
kodonów
kończących - UAA, UAG, UGA);
kończących - UAA, UAG, UGA);
-
uwolnienie łańcucha polipeptydowego z
uwolnienie łańcucha polipeptydowego z
rybosomu;
rybosomu;
-
wytworzenie struktury wtórnej białka.
wytworzenie struktury wtórnej białka.
Podsumowanie składników i etapów
Podsumowanie składników i etapów
biosyntezy białka
biosyntezy białka
1 – DNA
2 – mRNA jądrowy
2a – mRNA dojrzały
(po opuszczeniu
jądra)
3 – błona jądrowa
4 – rybosom
5 – tRNA
6 – aminokwas
7 – aminoacylo-tRNA
8 – wytworzone białko