Процес передачі генетичної інформації

Процес передачі генетичної інформації. Етапи синтезу білка

Процес передачі генетичної інформації визначається так званої центральної догмою молекулярної біології: ДНК-РНК-білок. Відповідно до сучасних уявлень, шлях від гена до білка є досить складним і розпадається не кілька самостійних етапів.

На першому етапі відбувається "переписування» нуклеотидноїпослідовності гена шляхом синтезу комплементарної йому молекули РНК (транскрипція). Транскрипція направляється ферментом РНК-полімераной і веде до утворення в ядрі клітини молекул первинного РНК-транскрипту (преРНК). Молекула преРНК є точний зліпок ДНК-матриці транскрібіруемих гена. Синтезована преРНК проходить стадію дозрівання (процесинг): ця стадія включає в себе як модифікацію кінцевих ділянок ланцюга (сприяє стабілізації молекули), так і видалення з первинного РНК-транскрипту некодуючих ділянок-нітронів.

Процес «вирізання» интронов, який носить назву сплайсинг, є найважливішою ланкою дозрівання преРНК і призводить до того, що в складі РНК залишаються лише послідовно «зшиті» один з одним смислові ділянки, комплементарні екзонних гена. Ключову сигнальну роль в здійсненні сплайсингу грають певні нуклеотидні послідовності, фланкирующие кожен з екзонів (так звані сайти сплайсингу); при локалізації мутацій в сайтах сплайсингу може відбуватися порушення інтимних механізмів видалення інтронів зі складу преРНК і як результат - синтез аномального по структурі пептиду. Утвориться після вирізання інтронів зріла РНК носить назву інформаційної, або матричної (мРНК); по своїй довжині мРНК у багато разів коротше самого транскрібіруемих гена і його первинного РНК-транскрипту.

Наступний етап передачі генетичної інформації відбувається в цитоплазмі. Він полягає в збір ке на рибосомах молекул білка по матриці мРНК (процес трансляції). Амінокислоти транспортуються до рибосом особливим класом молекул - транспортними РНК (тРНК). Кожна тРНК відповідає за транспортування строго певної амінокислоти, причому ця специфічність визначається наявністю в складі тРНК унікальною 3-нуклеотидноїпослідовності, званої антикодоном. У міру просування рибосоми уздовж молекули мРНК Антикодон різних тРНК, що несуть «свою» амінокислоту, послідовно розпізнаються комплементарними їм кодонами мРНК. В результаті цього відбувається послідовне приєднання «потрібних» амінокислот до зростаючої поліпептидного ланцюга. Процес трансляції ініціюється кодоном AUG, що кодує амінокислоту метіонін.

Таким чином, метіонінових кодон в складі РНК відкриває рамку зчитування генетичної інформації; як було зазначено, це зчитування відбувається відповідно до правила «один триплет - одна амінокислота». Сигналом закінчення трансляції служить один з трьох особливих кодонів (UAA, UAG або UGA), які отримали назву стоп-кодони (нонсенс-кодони); розпізнавання стоп-кодону на рибосомі припиняє синтез поліпептидного ланцюга.

Після закінчення трансляції первинна полипептидная молекула зазнає певних Посттрансляційні модифікації, перетворюючись в функціонально зрілий продукт. «Дозрівання» білка відбувається, як правило, у відповідних органелах клітини.