Биосинтез – процессы образования органических веществ пластического обмена в клетках с помощью ферментов и внутриклеточных структур; осуществлён за счёт энергии в связях АТФ.
Участники биосинтеза:
- аминокислоты;
- ферменты;
- рибосомы;
- РНК: рРНК (рибосомная), тРНК (транспортная), иРНК (информационная).
Гены – наследственная информация, закодированная в участках ДНК хромосом. Хранят информацию об очерёдности аминокислот синтезируемого белка (кодируют структуру белка). Информация об аминокислотах зашифрована триплетом или кодоном (из 3 нуклеотидов). Генетический код одинаков для всех.
Процесс биосинтеза: ДНК → иРНК → белок.
I этап биосинтеза:
1. Белок узнаёт на ДНК начало синтеза.
2. Раскручивание спирали ДНК.
3. Фермент строит на иРНК цепь как у ДНК (копия – транскрипция).
4. Участок молекулы ДНК, несущий информацию о структуре одного белка отграничен от других.
Существуют триплеты, запускающие синтез полинуклеотидной цепочки и прекращающие.
II этап биосинтеза:
1. Сборка молекулы белка в цитоплазме.
2. Образование рибосом, поступление сюда иРНК.
3. иРНК выходят из ядра в цитоплазму через поры.
4. Связывается с рибосомой для синтеза белка.
5. Аминокислоты объединяются на иРНК в цепь белка.
6. Генетическая информация скопирована с участка ДНК.
Трансляция – построение полимерной молекулы белка из многочисленных мономеров – аминокислот на основе считывания генетической информации иРНК – II этап.
7. Аминокислоты доставляются к рибосомам с тРНК.
8. Полипептидная цепь отделяется от матрицы (молекулы иРНК).
Антикодон – последовательность из 3 нуклеотидов, комплементарных нуклеотидам в кодонах иРНК.
Изменение последовательности нуклеотидов иРНК, произошедшее при её копировании с ДНК, ведёт к изменению последовательности аминокислот в белке. Белок обретает влияние на молекулу (+/—).
Вдоль 1 молекулы иРНК движется несколько рибосом, синтезируется несколько белковых молекул. Молекула иРНК многоразовая. Срок жизни – от 2 минут до 2 дней.
Генетический код расшифрован в 60-е гг. ХХ в. 4 типа нуклеотидов – 64 триплетных сочетания. Триплеты > аминокислоты.
Большинству аминокислот соответствует несколько кодонов – вырожденность генетического кода.