глутамин+ → карбомоил- + аспараги- аспартат карбомо- карбомоил- ---

СО₂  +АТФ     фосфат   новая к-та    илтрансфераза   аспартат

Дигидро- → оротат →оротидин- -со₂   УМФ + АТФ -АМФ  УТФ

оротат                      5-фосфат

УТФ + глутамин ЦТФ - с и н т е т а з а ЦТФ –[ o] у 2-го атома рибозы   дЦТФ

                           - глутамат, + АТФ—АДФ + Ф_н  

УТФ –[ o] у 2-го атома рибозы, + - сн₃    дТТФ

       I. Репликация ДНК – удвоение двойной спирали ДНК, происходящее в S-фазу митоза клетки. Различают три этапа этого процесса:

1. Разрыв двойной спирали ДНК при помощи ДНК-раскручивающего фермента («расплетазы»). В процессе постепенного раскручивания ее вначале образуется репликативная вилка, затем – две одинарные спирали. Одна из спиралей ДНК разрезается эндонуклеазой на ее фрагменты.

2. После расплетения ДНК на поверхности целой ее нити из дАТФ, дГТФ, дЦМФ и дТМФ ядерной жидкости по правилу комплементарности (аденин-тимин, гуанин-цитозин) собирается вторая нить ДНК. Между третьим углеродным атомом дезоксирибозы и фосфорной кислотой соседнего нуклеотида образуется фосфоэфирная связь. Реакцию катализирует ДНК-полимераза. Энергетически ее обеспечивают макроэргические связи дАТФ, дГТФ, дЦМФ и дТМФ.

3. Соединение фрагментов второй разрезанной нити ДНК ДНК-лигазой. На поверхности этой нити их нуклеотидов ядерной жидкости также собирается вторая спираль ДНК. Новые двойные спирали ДНК инициируют деление клетки.

II.Транскрипция – сборка на поверхности гена расплетенной молекулы ДНК информационной РНК (иРНК). Различают четыре этапа этого процесса.

1. Инициация – поступление сигнала от внешнего фактора, образование цАМФ, формирование его комплекса с БАКГ (белком, активирующим катаболический ген) с последующим присоединением иРНК-полимеразы к промотору.

2.Элонгация – продвижение иРНК-полимеразы через оператор к триплетам гена, присоединение к нуклеотидам триплетов ДНК нуклеотидов РНК (АМФ, ГМФ, ЦМФ и УМФ) ядерной жидкости по правилу комплементарности (аденин-урацил, тимин-аденин, цитозин-гуанин, гуанин-цитозин). Между третьим углеродным атомом рибозы и фосфорной кислотой соседнего нуклеотида образуется фосфоэфирная связь. Реакцию катализирует ДНК-зависимая иРНК-полимераза.

3.Терминация – прекращение сборки иРНК по достижении иРНК-полимеразой терминирующего триплета. Образуется пре-иРНК (транскрипт), имеющая в своем составе информативные (экзоны) и неинформативные участки (интроны).

4. Процессинг – превращение пре-иРНК в зрелую иРНК. Это достигается вырезанием интронов ферментом инстректаза и соединением информативных участков иРНК между собой (сплайсинг). Образовавшаяся иРНК соединяется с белком информфером, который доставляет ее в рибосому.

Ш.Трансляция – сборка из аминокислот на поверхности иРНК в рибосомах молекулы белка. Для ее осуществления необходимы также: 1) транспортные РНК (тРНК) (для каждой из 20 аминокислот своя), имеющая форму «клеверного листа». В верхней части тРНК различают НО-группу, к которому присоединяется аминокислота (аминоацильный участок), а в нижней - антитриплет, место присоединения по правилу комплементарности т РНК к соответствующему ему триплету иРНК; 2) аминоацил-тРНК-синтетазы (для каждой из аминокислот своя); 3) макроэргические соединения АТФ и ГТФ, ионы магния и др. вещества. Различают пять этапов трансляции.

1. Соединение аминокислоты с тРНК с образованием аминоацил-тРНК

 Аминок-та-СООН + НО-тРНК Аминоацил-тРНК- Аминок-та-СО-О-тРНК + Н₂О.

                                                                            тРНК-синтетаза

                                                                           АТФ – АДФ + Ф_н

  2. Инициация – начало сборки молекулы белка. Различают 3 стадии ее.

а. Связывание первого и второго триплета иРНК с малой субъединицей рибосомы (в ней имеется место лишь для двух триплетов).

б. Связывание антикодона тРНК, соединенной с аминокислотой, с первым триплетом иРНК. Место присоединения антитриплета тРНК к соответствующему ему триплету иРНК он определяет по правилу комплементарности (аденин-урацил, гуанин-цитозин).

в. Присоединение большой субъединицы рибосомы к малой субъединице, связанной с комплексом аминокислота-тРНК, - образование инициирующего комплекса. 

3. Элонгация – продолжение сборки молекулы белка. Включает три стадии:

а) присоединение второго комплекса аминокислота-тРНК к второму триплету рибосомы;

б) образование пептидной связи между первой и второй аминокислотами

в результате реакции, катализируемой пептидилтрансферазой. Образуется дипептид;

в) транслокация – перемещение рибосомы вдоль молекулы иРНК на один «шаг». Первый триплет выходит из рибосомы, его место занимает второй, а место второго - третий триплет иРНК. К последнему присоединяется третья тРНК, связанная с аминокислотой, и образуется вторая пептидная связь. Циклы повторяются до тех пор, пока через рибосому не пройдут все триплеты, кодирующие аминокислоты.

4. Терминация – остановка сборки в рибосоме молекулы белка после поступления в нее терминирующего триплета, отщепление собранной полипептидной цепи от рибосомы.

5. Процессинг -  созревание полипептидной цепи: отщепление от нее первой аминокислоты (метионина), формирование третичной и четвертичной структуры белковой молекулы и поступление ее к месту функционирования в клетке.

Регуляция биосинтеза белков

      Лекция №8

ОБМЕН БЕЛКОВ  (продолжение)

План

1. Образование конечных продуктов белкового обмена: мочевины, мочевой кислоты, креатинина и др.

 2. Патология белкового обмена

Образование конечных продуктов белкового обмена.