- ТРАНСЛЯЦИЯ
- ТРАНСЛЯЦИЯ
(от лат. translatio — передача), синтез полипептидных цепей белков по матрице информационной РНК согласно генетич. коду; второй этап реализации генетич. информации в живых клетках. В процессе Т. информация о специфич. строении будущего белка, записанная в виде последовательности нуклеотидов в молекулах иРНК, переводится с нуклеотидного кода в определённую последовательность аминокислот в синтезируемых белках. Осуществляется сложным макромолекулярным комплексом, состоящим кроме иРНК из рибосом, транспортных РНК (тРНК), аминоацил-тРНК-синтетаз, белковых факторов инициации (начала), элонгации (удлинения, или наращивания, полипептида), терминации (окончания) Т. и др. Аминокислоты доставляются в рибосомы тРНК. На этапе инициации Т. меньшая субъединица рибосомы, инициаторная (у бактерий формилметиониловая) тРНК и факторы инициации «узнают» кодон-инициатор у 5'-конца иРНК (см. рис.). После этого присоединяется большая субъединица рибосомы и в ней начинается собственно синтез белка, к-рый происходит в 3 этапа: присоединение тРНК, образование пептидной связи и продвижение рибосомы на три нуклеотида — транслокация, после чего весь цикл повторяется. При узнавании кодонов-терминаторов белковые факторы терминации катализируют освобождение полипептидной цепи от рибосомы. При синтезе белка иРНК входит в состав полирибосомы (на ней одновременно ведут синтез от неск. до 100 рибосом). У прокариот полирибосомы образуются в ходе транскрипции, на иРНК, ещё связанной с ДНК. У эукариот синтез белка ограничен цитоплазмой.
Схема трансляции у прокариот. Показаны: рибосомы, состоящие из малой (30S) и большой (50S) субъединиц: аминоацилированные тРНК; кодоны на иРНК (АУГ,УУУ, УАА), узнаваемые тРНК; факторы инициации (IF—1, IF—2, IF—3), элонгации (EF—Т, EF—G), терминации (RF —1, RF—2. RF-3). Цифрами указаны стадии синтеза белка: 1 — 3 — инициация, 4 — 6 — элонгация (4 — присоединение тРНК, 5 — образование пептидной связи, 6 — транслокация), 7 — терминация. ГТФ — гуанозинтрифосфат, ГДФ — гуанозиндифосфат; А — аденин, Г — гуанин, У — урацил, ф - метформил метионин, Фен — фенилаланин, Лиз — лизин..(Источник: «Биологический энциклопедический словарь.» Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. — 2-е изд., исправл. — М.: Сов. Энциклопедия, 1986.)трансля́циясинтез белков (полипептидов) на рибосомах с использованием в качестве матрицы информационной рибонуклеиновой кислоты (и-РНК); завершающий этап реализации генетической информации в живых клетках. В ходе трансляции информация, записанная в нуклеиновых кислотах в виде генетического кода, переводится в последовательность аминокислот в синтезируемых белках. При этом четырёхбуквенный нуклеотидный «язык» передаётся (лат. «трансляцио» – передача) «языком» двадцатибуквенным аминокислотным.
Трансляция – очень сложный процесс (гораздо более сложный, чем два других основных матричных синтеза – репликация итранскрипция). В нём участвуют все виды рибонуклеиновых кислот, 20 видов аминокислот, многочисленные ферменты, белковые факторы, регулирующие начало (инициацию), продолжение (элонгацию) и окончание (терминацию) процесса. Главный организующий центр трансляции – клеточный органоид рибосома. Удивительная точность взаимодействия всех участников синтеза обеспечивается высокой специфичностью ферментов и взаимным «узнаванием» молекул, основанном на образовании связей между комплементарными парами азотистых оснований: аденин—тимин (урацил) и гуанин—цитозин. Кроме того, одни ферменты способны исправлять случайные ошибки других.
В сильно упрощённом виде трансляция включает следующие стадии. Синтезированная в клеточном ядре в ходе транскрипции молекула и-РНК поступает в цитоплазму, претерпевает ряд модификаций и соединяется с рибосомой (в клетках прокариот, не разделённых на ядро и цитоплазму, и-РНК связывается с рибосомой сразу). Находящиеся в цитоплазме аминокислоты активируются взаимодействием с богатым энергией соединением – АТФ. Поскольку аминокислоты и и-РНК в силу их химического строения «не соответствуют» друг другу (не могут взаимодействовать), между ними существует своего рода переходник – транспортные РНК (т-РНК). Активированные специальным ферментом аминокислоты с участием этого же фермента (для каждого вида аминокислоты – своего) соединяются т-РНК, также только со своей. Далее т-РНК, несущая аминокислоту, поступает на рибосому и своим антикодоном (тройкой нуклеотидов), узнав на и-РНК свой кодон (комплентарную тройку нуклеотидов), закрепляется на и-РНК на единственном свободном месте рядом со строящейся полипептидной цепью. Специальный фермент рибосомы образует пептидную связь между аминокислотой и синтезируемым полипептидом, а рибосома сдвигается по цепи и-РНК на один кодон, освобождая место для присоединения следующей т-РНК. Так происходит наращивание полипептидной цепи до тех пор, пока рибосома не дойдёт до «стоп-кодона». Получив сигнал окончания синтеза, белковые факторы терминации освобождают полипептидную цепь от рибосомы. Таким образом кодоны и-РНК определяют последовательность аминокислот в белке, а следовательно, его строение, свойства и активность.
По мере продвижения рибосомы вдоль и-РНК её начальный (инициирующий) участок освобождается, с ним соединяется ещё одна рибосома. Одновременно на одной молекуле и-РНК могут «работать» от нескольких единиц до нескольких десятков рибосом, используя одну матрицу для синтеза сразу многих копий молекулы полипептида (белка). Такой комплекс и-РНК со многими рибосомами называется полирибосомой или полисомой.
В зависимости от потребностей клетки или организма в определённых белках (ферментах) их синтез контролируется как генами, так и другими механизмами регуляции, действующими на разных этапах реализации генетической информации, в том числе и на этапе трансляции.
Клеточные органоиды хлоропласты и митохондрии имеют собственный, не зависящий от ядра аппарат белкового синтеза..(Источник: «Биология. Современная иллюстрированная энциклопедия.» Гл. ред. А. П. Горкин; М.: Росмэн, 2006.)
.
