Біосинтез та пластичний обмін

Сукупність реакцій біохімічного синтезу, в результаті яких із речовин, що потрапили до клітини, синтезуються необхідні для не сполуки, називають пластичним обміном. До основних процесів пластичного обміну належать біосинтез білків, вуглеводів, ліпідів, нуклеїнових кислот, а також фотосинтез і хемосинтез.

незамінні амінокислоти;

вищих тварин і людини надходять у кров з тонкого кишечнику після перетравлення білків харчових продуктів

Синтез кожної з двадцяти основних амінокислот — це складний багатоступеневий процес, який каталізують багато ферментів.

Генетичний код - властива всім живим організмам єдина система збереження спадкової інформації в молекулах нуклеїновим кислот у вигляді послідовності нуклеотидів. Ця послідовність ви­значає порядок введення амінокислотних залишків у поліпептидний ланцюг під час його синтезу.

Встановлено, що кожний амінокислотний залишок у поліпептидному ланцюзі кодується певною послідовністю з трьох нуклеотидів - триплетом.

Логічно це можна пояснити так. Якщо до складу білків входить двадцять ос­новних амінокислот, то до складу нуклеїнових кислот - лише чотири типи нуклео­тидів. Якби один амінокислотний залишок кодувався одним нуклеотидом, то до складу білків входило б усього чотири типи амінокислот. Комбінацією з двох нуклеотидів можна закодувати шістнадцять амінокислот (4² = 16), тоді як комбі­нація з трьох нуклеотидів дає змогу кодувати 64 типи амінокислот (4³ = 64). тим більш 20 основних.

З'ясовано також, що генетичний код не перекривається, тобто генетична інформація може зчитуватися лише одним способом.

Між генами існують «розділові знаки» — ділянки, які не несуть генетичної інформації і лише відокремлюють одні гени від інших спейсерами (від англ. стгейс—простір).

У генетичному коді є три триплети (УАА, УАГ, УГА), кожен з яких означає припинення синтезу одного поліпептидного ланцюга (так звані стоп-кодони), а триплет АУГ визначає місце початку синте­зу наступного.

Етапи біосинтезу білків .

Перший етап — транскрипція (від лат. транскрипціє - пере­писування) — синтез попередника ІРНК (про-іРНК), Спочатку фер­мент РНК-полімераза розщеплює подвійний ланцюг ДНК і на одному з ланцюгів за принципом комплементарності синтезує мо­лекулу про-іРНК, яка таким чином повторює послідовність нуклео­тидів певної ділянки молекули ДНК. Після цього за допомогою спе­ціальних ферментів про-іРНК перетворюється в активну форлгу ІРНК (з неї видаляються ділянки, позбавлені генетичної інфор­мації), яка із ядра надходить до цитоплазми клітини.

Другий - трансляція (від лат. транслятіо — передача) - пере­клад послідовності нуклеотидів у молекулі ІРНК у послідовність амі­нокислотних залишків молекули білка. Розгляньмо цей процес де­тальніше. Насамперед у цитоплазмі кожна з 20 амінокислот за допомогою ковалентного зв'язку приєднується до певної тРНК, на що витрачається енергія, яка вивільнюється при розщепленні АТФ.

Потім ІРНК зв'язується з рибосомою, а згодом — із амінокислот­ним залишком, прикріпленим до певної тРНК. Транспортна РНК, Що переносить амінокислоту, за принципом комплементарності взає­модіє з особливим триплетом (кодонолг) ІРНК, який дає сигнал про початок синтезу поліпептидного ланцюга. Внаслідок цього процесу виникає ініціативний комплекс, який складається з триплету ірнк, рибосоми та певної тРНК.

Далі поліпептидний ланцюг подовжується Кожна з амінокислот транспортується до рибосоми і роз­міщується на ланцюзі за допомогою певної тРНК, яка створює ком­плементарні пари з відповідним Їй триплетом в ірнк (мал.ЗЗ).

. В одній частині функціонального центру антиикодон тРНК впізнає кодон ірнк, а в іншій — амінокислота звільняєтьсяяється від тРНК. Коли рибосома просунеться по ІРНК, то на її надходить друга, яка теж починає просуватись по цій молекулі. надходить третя, четверта і так далі. кулу ірнк з нанизаними на неї рибосомами називають полісомою(полірибосомою). Для здійснення процесу синтезу необхідні иві білки та енергія, яка вивільнюється при розщепленні АТФ. ли рибосома досягає стоп-кодону, синтез білкової молекули •шуеться, і рибосома разом з нею залишає ірнк. Потім рибосо-гграпляє на будь-яку іншу молекулу ІРНК, а мвілекула білка -.оплазматичну сітку, по якій вона транспортується у певну ді-у клітини. На ІРНК з ЇЇ лівого кінця насуваються нові рибосо-біосинтез білкових молекул триває далі. ї останньому етапі білок набуває своєї природної структури, рюючи певну просторову конфігурацію. До чи після цього за гю ферментів відбувається відщеплення зайвих амінокислот-залишків, введення фосфатних, карбоксильних та інших груп, єднання вуглеводів тощо. Після цих процесів молекула білка стає кціонально активною.

Хемосинтезуючі організми (хелготрофи) для син-у органічних сполук використовують енергію, яка вивільнюєть-іід час перетворення неорганічних сполук. До цих організмів на-сать деякі групи бактерій: нітрифікуючі, безбарвні сіркобактерії, ізобактерії тощо.

Нітрифікуючі бактерії послідовно окиснюють аміак до нітритів (солі НМО^), а потім - до нітратів (солі НЗ^О^). Залізо