ЗАГАЛЬНА МІКРОБІОЛОГІЯ - Т.П. Пирог - 2004

19. ГЕНЕТИКА БАКТЕРІЙ: ПОСТІЙНІСТЬ, ЗМІНА ТА ПЕРЕДАВАННЯ ОЗНАК

19.1. СИНТЕЗ БІЛКА ТА ГЕНЕТИЧНИЙ КОД

19.1.5. Трансляція мРНК: синтез білка

Амінокислоти з’єднуються в поліпептидний ланцюг за порядком, який визначається триплетами мРНК. У цьому процесі беруть участь мРНК, тРНК, рибосоми, ряд ферментів, АТФ. Спочатку амінокислоти за участю АТФ активуються з утворенням аміноацил-АМФ:

Від АМФ аміноацильна група переноситься на кінцевий нуклеотид тРНК. Активація та приєднання амінокислоти до відповідної тРНК відбувається за участю ферменте аміноацил- тРН К синтетази. Цей фермент розпізнає і амінокислоту, і відповідну їй тРНК. Існує 20 таких синтетаз — по одній на кожну амінокислоту. Якщо для амінокислоти існує кілька кодонів, то для кожної такої амінокислоти існує і кілька тРНК. Різні тРНК, призначені для однієї й тієї ж амінокислоти, називаються ізоакцепторними тРНК. Отже, відповідна синтетаза може приєднувати амінокислоту до кількох ізоакцепторшіхтРНК. У молекулі тРНК є ділянка, комплементарна кодоиу мРНК (антикодом). Амінокислоти з’єднуються на рибосомах (рис. 19.2). Рибосома переміщується вздовж мРНК. починаючи з 5'-кінця, із кожним її переміщенням на один триплет наступна амінокислота встановлюється транспортною РНК у потрібне положення і приєднується своєю аміногрупою до карбоксильної групи попередньої амінокислоти (утворюється полілептидний зв'язок). До мРНК прикріплюється кілька рибосом, так що на одній і тій самій матриці одночасно синтезуються кілька поліпсптидних ланцюгів. Такий комплекс однієї мРНК з рибосомами називається полі сомою. На кінці мРНК міститься кодон, від якого залежить відділення сформованого поліпептндного ланцюга від рибосоми (УАА, У АГ, УГА).

Генетичний код

Триплет

АМК

Триплет

ΛΜΚ

Триплет

АМК

Триплет

АМК

УУУ

Сч.н

УЦУ

Сер

УАУ

Тир

УГУ

Цис

УУЦ

Фен

УЦЦ

Сер

УАС

Тнр

УГЦ

Цис

УУА

Лей

УЦА

Сер

УАА

“ochre"

УГА

УУГ

Лей

УЦГ

Сер

УАГ

"amber”

УГГ

Три

ЦУУ

Лей

ЦЦУ

Про

ЦАУ

Гіс

ЦГУ

Apr

ЦУЦ

Лей

ЦЦЦ

Про

ЦАЦ

Гіс

ЦГЦ

Apr

ЦУА

Лей

ЦЦА

Про

ЦАА

Глу

ЦГА

Apг

ЦУГ

Лей

ЦЦг

Про

ЦАГ

Глу

ЦГГ

Apг

АУУ

Ілей

АЦУ

Тре

ААУ

Асп

АГУ

Cep

АУЦ

Ідей

АІШ

Тре

ААЦ

Асп

АГЦ

Cep

АУА

Ілей

АЦА

Тре

ΑΛΛ

Ліз

АГА

Apr

АУГ

Мет

АЦГ

Тре

ΑΛΓ

Ліз

АГГ

Apr

ГУУ

Вол

ГЦУ

Але

ГАУ

Аспк

ГГУ

Глук

ГУЦ

Вал

гцц

Алп

ГАЦ

Аспк

ГГЦ

Глук

ГУЛ

Вал

ГЦА

Але

ГАА

Глі

ГГА

Глук

ГУГ

Вал

ГЦГ

Ала

ГАГ

Глі

ГГГ

Глук

Примітка. Триплети УАЛ (“ochre"). УАГ ("amber") та УГА визначають кінець синтезу та відділення поліпептидного ланцюга від рибосоми.

Умовні позначення:

Але — аланін

Apг — аргінін

Асп — аспарагін

Аспк — аспарагінова кислота

Вал — валін

Гіс — гістидин

Глі — гліцин

Глу — глутамін

Глук — глутамінова кислоти

Ідей — Ізолейцин

Лей — лейцин

Ліз — лізин

Мет — метіонін

Про — пролін

Сер — серин

Тир — тирозин

Тре — треонін

Три — триптофан

Фен — фенілаланін

Цис — цистеїн

Отже, нуклеотидна послідовність ДНК являє собою “закодовану інструкцію", яка визначає (за посередництва мРНК) структуру специфічного білка. Передавання інформації від ДНК через РНК на білок називають “центральною догмою" молекулярної біології. Так відбувається перенесення інформації у всіх організмів, у яких генетичним матеріалом служить ДНК (еукаріоти, прокаріоти, ДНК-віруси).

Серед РНК-вірусів є такі, у яких РНК реплікується безпосередньо на матриці РНК. Проте у деяких РНК-онковірусів спочатку відбувається синтез ДНК, тобто РНК є матрицею для синтезу ДНК. Інформація, що міститься у вірусній РНК, передається на ДНК зворотною транскрипцією (за участю ферменту зворотної транскриптази). Цей фермент використовується в генній інженерії (якщо як носій інформації виділяють не ДНК, а відповідну мРНК. то остання повинна бути переписана в ДНК, яка і вбудовується в плвзміду). У прокаріотів зворотна транскрипція ие виявлена.

Рис. 192. Біосинтез білка:

перенесення генетичної інформації здійснюється за два етапи: спочатку на матричному ланцюгу ДНК утворюється мРНК, потім під час переміщення рибосоми вздовж мРНК (на схемах — зліва направо) різні тРНК підводять до неї амінокислоти і встановлюють їх у положення, що визначається триплетами мРНК. Амінокислоти з’єднуються між собою пептидними зв’язками