Презентация по биологии на тему "Биосинтез белка"

• 1 слайд

  Биосинтез белка
  

• 2 слайд

  План
  Новообразование аминокислот
  Матричная теория биосинтеза белка
  Этапы биосинтеза
  Понятие о генетическом коде
  Регуляция белкового синтеза
  

• 3 слайд

  Новообразование аминокислот
  Новообразование аминокислот в природе возможно путем переаминирования с кетокислотами и превращениями одних аминокислот в другие, но в обоих случаях их продуктом служат готовые аминокислоты, которые тем или иным способом видоизменяются, т.е. получаются путем вторичного синтеза их предшествующих аминокислот.
  Первичный синтез аминокислоты осуществляется восстановительным аминированием кетокислот и прямым аминированием непредельных кислот
  

• 4 слайд

  Новообразование аминокислот
  Прямое аминирование непредельных кислот довольно редкая реакция характерная для бактерий и некоторых растений
  Аминирование фумаровой кислоты
  

• 5 слайд

  Новообразование аминокислот
  Фумаровая кислота в организме образуется в результате синтеза мочевины или в цикле Кребса.
  Восстановительное аминирование для кетокислот.
  
  

• 6 слайд

  Новообразование аминокислот
  Другой кислотой подвергающийся активному восстановительному аминированию является ПВК
  
  
  
  
  Аспаргиновая, глутаровая кислоты и аланин называют первичными аминокислотами, а все остальные вторичные, т.к. они могут быть получены из первичных в результате биохимических реакций.
  

• 7 слайд

  
  Этапы биосинтеза
  Синтез белка протекает в 5 этапов
  Активация аминокислот
  Инициация полипептидной цепи
  Элонгация
  Терминация
  Сворачивание (процессинг)
  

• 8 слайд

  Активация аминокислот
  Этот этап протекает в цитоплазме. Каждая из 20 аминокислот ковалентно присоединяется к определенной транспортной РНК используя для этого энергию АТФ. Активация аминокислот происходит под действием специфичных ферментов аминоацилт-РНКсинтетаза. Это процесс протекает в 2 стадии.
  
  

• 9 слайд

  Строение рибосом
  Рибосомы эукариот и прокариот отличаются друг от друга. Любая рибосома состоит из 2-х частиц малой и большой. Рибосома прокариот имеет обозначение 70S она состоит из большой 50S и малой 30S. Рибосомы эукариот обозначаются 80S и состоит из большой 60S и малой 40S.
  

• 10 слайд

  Инициация полипептидной цепи
  Этот этап является точкой отсчета биосинтеза белка. Он требует соблюдения ряда условий. В частности:
  Наличие в системе 70S или 80S рибосом
  Инициаторной аминоацил т-РНК
  Инициирующих кодонов в составе матричной РНК
  Белковых факторов инициации
  
  

• 11 слайд

  Инициация полипептидной цепи
  Имеются экспериментальные доказательства, что бактерии инициаторной аминоацил т-РНК являются формилметионин т-РНК
  

• 12 слайд

  Инициация полипептидной цепи
  Инициация происходит при наличии трех белковых факторов инициации: IF1, IF2, IF3.
  30S субчастицы рибосомы присоединяются белковый фактор IF3. Он готовит ее к присоединению комплекса состоящего из формилметионин т-РНК, IF1, IF2, ГТФ.
  30S субчастица
  IF3
  Формил-
  Метионин
  т-РНК
  IF1
  IF2
  ГТФ
  

• 13 слайд

  Инициация полипептидной цепи
  30S субчастица с присоединенным комплексом располагается на определенном участке и-РНК, а белковый фактор IF3 покидает сферу реакции.
  К ним приближается 50S субчастица, а белковый фактор IF1 покидает сферу реакции.
  
  30S субчастица
  IF3
  IF1
  50S субчастица
  и-РНК
  Формил-
  Метионин
  т-РНК
  IF2
  ГТФ
  

• 14 слайд

  Инициация полипептидной цепи
  В результате образовалась 70S рибосома готовая к трансляции состоящая из двух субъединиц, формилметионин т-РНК, IF2, ГТФ, расположенная на определенном участке и-РНК. Такая рибосома называется транслирующая.
  30S субчастица
  50S субчастица
  и-РНК
  Формил-
  Метионин
  т-РНК
  IF2
  ГТФ
  

• 15 слайд

  Элонгация
  Этот процесс связан с большой субчастицей 50S рибосомы содержащей 2 центра аминоацильный и пептидильный. В пептидильном (П) центре находится формилметионин т-РНК, а аминоацильный (А) центр свободен. К (А) подходит т-РНК с новой аминокислотой. Если кодон и-РНК соответствует антикодону т-РНК (по принципу комплеминтарности), то аминокислота остается в центре. Под действием IF2 ГТФ расщепляется и выделившейся энергии достаточно для передвижения рибосомы на 1 триплет по и-РНК
  

• 16 слайд

  Элонгация
  Под действием фермента пептидил-трансферазы 1 аминокислота соединяется мо 2-й аминокислотой и образуется дипептид. А под влиянием фермента пептидилтранслоказа рибосома перемещается на 1 триплет , а образо-вавшийся дипептид снова оказывается на (П), а (А) свободен. Таким образом на стадии элонгации происходит наращивание полипептидной цепи по 1 аминокислоте в строгом соответствии с порядком триплета или кодонов в молекуле м – РНК.
  

• 17 слайд

  (А)
  (П)
  Малая субчастица
  Большая субчастица
  и-РНК
  

• 18 слайд

  Терминация
  Завершение синтеза полипептидной цепи в 70S рибосоме наступает тогда, когда встречаются в и-РНК бессмысленные кодоны (стоп - кодоны): УАГ, УАА, УГА.
  В результате терминации происходит отделение белковой молекулы от рибосомы. 70S рибосома распадается на 2 субчастицы, которые вновь могут быть использованы для биосинтеза.
  

• 19 слайд

  (А)
  (П)
  Малая субчастица
  Большая субчастица
  и-РНК
  УАГ
  

• 20 слайд

  Сворачивание (процессинг)
  Чтобы принять биологическую форму, полипептид должен свернуться, образуя определенную пространственную конформацию.
  Процессинг осуществляемый ферментами заключается в следующем:
  Удаление инициирующих аминокислот
  Удаление лишних аминокислотных остатков
  Присоединение простетических групп
  Процессинг – ковалентная модификация.
  

• 21 слайд

  Схема структуры белка
  

• 22 слайд

  Понятие о генетическом коде
  Генетический код – это система зашифровки генетической информации в молекуле ДНК в виде последовательности размещения нуклеотидов.
  Наследственная информация в молекуле ДНК записывается 4 нуклеотидами (А,Г, Т, Ц), а в молекуле белка таких «букв» 20. получается что для кодирования аминокислоты необходимо более одного основания. Одну аминокислоту кодируют три азотистых основания.
  

• 23 слайд

• 24 слайд

  Понятие о генетическом коде
  Природа триплетного кода была расшифрована в 1961 году М. Ниренбергом. Он расшифровал УУУ. В 1962 году С. Очоа расшифровала остальные триплеты.
  

• 25 слайд

  Понятие о генетическом коде
  Свойства генетического кода
  Триплетность – каждой аминокислоте соответствует свой триплет
  Неперекрываемость каждый из триплетов генетического кода независим друг от друга
  Вырожденность – каждой аминокислоте соответствует только определенные кодоны, которые не могут используются для другой аминокислоты.
  Коллиниарность – соответствие линейной последовательности кодонов матричной РНК и аминокислот в белке.
  Универсальность – все свойства генетического кода характерны для живых организмов
  

• 26 слайд

  Регуляция синтеза белка
  Механизм регуляции генетического кода был открыт французскими учеными Ф. Жакобом и Ж. Моно в 1961 г. на бактериях и получил название механизма индукции-репрессии. Было установлено, что синтез соответствующих белков – ферментов – индуцируется веществом, служащим субстратом и необходимым для нормальной жизнедеятельности клетки.
  

• 27 слайд

  Регуляция синтеза белка
  Механизм индукции-репрессии обеспечивает включение в работу тех генов, которые синтезируют необходимые на данном этапе жизнедеятельности клетки ферменты. Работа генов прекращается, когда деградируемый данными ферментами субстрат израсходован или когда синтезируемое данными ферментами вещество находится в избытке. У высших организмов процесс регуляции работы генов осуществляется более сложно: у животных важную роль в этом процессе играют гормоны, клеточные мембраны; у растений - условия внешней среды, в том числе и окружающие клетки.
  

• 28 слайд

  Регуляция биосинтеза белка
  Раскрытие механизма регуляции генетического кода показало сложное строение локализованного в молекуле ДНК генетического аппарата. Гены, непосредственно кодирующие синтез соответствующих ферментов, называют структурными генами. Они входят в состав оперона, работу которого регулирует ген-регулятор. Как правило, структурные гены в опероне находятся в состоянии репрессии. Ген-регулятор расположен на особом участке молекулы ДНК и кодирует синтез специального белка, называемого репрессором. Работой структурных генов управляют находящиеся в опероне гены, не имеющие кодирующих функций. Их называют акцепторными генами. Система акцепторных и структурных генов образует единицу генетической регуляции, или оперон.