химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

свободном виде. Их прямая поликонденсация является эндергоническим процессом и сопровождается увеличением свободной энергии примерно на 3 ккал/моль при образовании пептидной связи. В клетке поликонденсация аминокислот сопряжена с экзергонической реакцией дефосфорилирования АТФ (см. стр. 103) Аминокислота вступает в реакцию биосинтеза в активированной форме [26—28]:

Аминокислота + АТФ 4- фермент -—>- Аминоациладенилат + фермент + ФФ

(ФФ — пирофосфат) Аминоациладенилат представляет собой активированную аминокислоту. Его строение

Фермент аминоацил — тРНК-синтетаза бифункционален. Он катализирует реакцию образования аминоациладенилата и перенос активированной аминокислоты на конец молекулы-адаптора тРНК. Схема этой второй реакции записывается следующим образом:

о

I!

H3N—CHR—СО—О—Р—О—Аденозин + тРНК

О—

+

H3N—CHR—СО—тРНК + АМФ.

]/2I8 М. В. Волькенштейн

Энергия, необходимая для биосинтеза, запасается в химической связи между аминокислотой и тРНК.

Для.каждой аминокислоты существует по крайней мере одна специфическая тРНК. Таким образом, число различных тРНК должно быть не менее 20 и соответственно должно существовать не менее 20 различных аминоацилсинтетаз. В действительности число тРНК больше 20. Относительно ферментов это еще не установлено.

Биосинтез белка происходит на рибосомах. Рибосомы представляют собой нуклеопротеидные частицы, состоящие из белков

Рибосома присоединяется к б'-концу мРНК, кои рибосомальной РНК (рРНК). В растущей клетке Е. coli содержится примерно J15 000 рибосом с молекулярным весом около 3 -106. Они составляют-до 0,25 всей массы клетки. Рибосомы обеспечивают надлежащее взаимодействие мРНК с комплексом аминокислоты с тРНК. В этом смысле рибосома подобна ферменту.

пептидной цепи — ее N-конец. Рибосома движется вдоль цепи мРНК, «читая текст» таким образом, что ко-доны в комплексе мРНК — рибосома последовательно присоединяют АК ~ тРНК. тРНК, несущая аминокислоту, комплементарно взаимодействует с кодоном мРНК своим антикодоном. Специфическая для данной аминокислоты тРНК содержит антикодон— триплет, комплементарный кодону мРНК. В данной рибосоме, в данном локусе мРНК происходит последовательное присоединение двух АК ~ тРНК к n-му и (n+IJ-My кодонам мРНК. При этом образуется пептидная связь между п-й и (л+1)-й аминокислотами, n-я тРНК отделяется и рибосома, несущая (п+1)-ю тРНК с присоединенной к ней растущей полипептидной цепью, перемещается вдоль мРНК на один кодон. В новом положении рибосома взаимодействует уже с (я+1)-м и (n-f 2)-м кодонами мРНК. Этот процесс изображен схематически на рис. 9.4. Вдоль одной цепи мРНК перемещается не одна, а ряд рибосом, на каждой из которых растет своя белковая цепь. Система мРНК — рибосомы, похожая на нитку с бусами, называется полисомой. Таким образом, на одной цепи мРНК синтезируется ряд одинаковых белковых цепей. Общая, схема синтеза белка представлена на рис. 9.5.

Образование пептидной связи требует участия хмакроэргич^-ских молекул ГТФ.

Таким образом, белок синтезируется de novo из аминокислот, а не путем сборки заранее изготовленных полипептидных блоков. Описанная последовательность событий при биосинтезе достаточно сложна, но характеризуется едиными принципами.

белок

Рис. 9.5. Общая схема синтеза белка.

Четыре типа нуклеиновых кислот участвуют в биосинтезе — ДНК, мРНК, рРНК и тРНК. Функции их различны, но структурные особенности имеют много общего. В биосинтезе вновь, реализуется фундаментальный для биологии и биофизики принцип структурного соответствия, комплементарное™ взаимодействующих молекул. Комплементарны две цепи в двойной спирали ДНК, цепь ДНК и цепь мРНК, антикодоны тРНК и ко-доны мРНК. Комплементарны ДНК и тРНК, ДНК и рРНК, так как эти РНК также синтезируются на ДНК как на матрице. В этом смысле ДНК содержит гены двух типов — структурные* гены, ответственные за синтез мРНК и соответствующих белков, и гены, ответственные за синтез тРНК и рРНК.

Взаимодействия между комплементарными молекулами — слабые взаимодействия. Но сложная игра этих слабых сил

72тз* лриаодит к образованию сильных химических пептидных связей.

Биосинтез белка — матричный синтез. Здесь мы встречаемся с двумя типами чтения линейной матрицы. Синтез мРНК, тРНК и рРНК на ДНК, подобно редупликации ДНК, происходит путем непосредственного роста новой цепи вдоль исходной цепи ДНК с участием фермента РНК-полимеразы, молекула которой перемещается вдоль исходной матрицы. Синтез белковой цепи более сложен, в нем участвуют молекулы тРНК, а вдоль матрицы перемещаются рибосомы. Сама белковая цепь не находится в коплементарном соответствии с мРНК. Здесь происходит не транскрипция нуклеотидного текста ДНК в текст мРНК, а трансляция нуклеотидного текста в аминокислотный.

Все эти процессы требуют затраты энергии, расходуемой прежде всего на образование химических связей — пептидных и межнуклеотидных. В то же время перемещение РНК-полимеразы вдоль цепи ДНК или перемещение рибосомы вдоль цепи мРНК — механические процессы, в которых химическа

страница 204
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Молекулярная биофизика" (4.80Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
теплицы гранд
подарок вечный двигатель
полотенце сушитель
купить моноколесо kingsong ks16 320 wh

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)