БИОСИНТЕЗ БЕЛКА Учитель биологии СПб ГБОУ СОШ № 201

БИОСИНТЕЗ БЕЛКА
Учитель биологии
СПб ГБОУ СОШ №
201
Сидорова Т.Т
Цель:
продолжить формирование знаний о механизмах
биосинтеза белка, показав роль иРНК и тРНК, а так же
раскрыть
механизмы
матричного
синтеза
полипептидной цепи на рибосомах.
 В клетке содержатся тысячи белков – какие-то
денатурируют, какие-то заново создаются, а
синтез некоторых в специализированных клетках
нужен постоянно. Мы знаем что первичная
структура белка – это цепь аминокислот, а ДНК –
это цепь из нуклеотидов. Как же зашифрована
информация о первичной структуре белка в ДНК?
 Вся молекула ДНК поделена на отрезки,
кодирующие аминокислотную
последовательность одного белка. Ген – это
участок молекулы ДНК, в котором содержится
информация о последовательности аминокислот в
одном белке.
 1. Транспортные РНК
 Аминокислоты, из которых синтезируются белки, доставляются к
рибосомам с помощью специальных РНК, называемых
транспортными (тРНК). В клетке имеется столько же разных типов
тРНК, сколько типов кодонов, шифрующих аминокислоты.
 Эти небольшие молекулы, состоящие из 70-90 нуклеотидов. В
ряде мест т-РНК имеются несколько нуклеотидных звеньев,
комплиментарных друг другу. В этих местах образуются
водородные связи, благодаря чему т-РНК закручивается петлями и
напоминает лист клевера. На верхушке это структуры имеется
тройка нуклеотидов (триплет), которая соответствует
определенной аминокислоте. Этот триплет называется
антикодоном. Антикодон комплиментарен кодону иРНК,
кодирующему аминокислоту, которую переносит данная тРНК.
 Специальный фермент «узнает» антикодон и присоединяет к
«черешку листа» тРНК не какую угодно, а определенную, «свою»
аминокислоту. В этом состоит первый этап синтеза белка.
Сложность процесса –биосинтез белка.
Вновь
образованные
ДНК
тРНК
Пища
Аминокислоты
иРНК
рРНК
БИОСИНТЕЗ
БЕЛКОВ
Ферменты
(белки)
Полученные зиготой от
яйцеклетки.
Энергия (АТФ)
Пища
АТФ
ЯДРО
иРНК
Рибосома
Полипептид
(белковая молекула)
Полипептид
(белковая
молекула)
иРНК
РИБОСОМА
РИБОСОМА
ПРОКАРИОТ
РИБОСОМА
ЭУКАРИОТ
тРНК, схематическая и
молекулярная формы
иРНК
кодон
антикодон
Т.к. иРНК является в данном процессе
главной молекулой, то последовательность
трех нуклеотидов называют кодоном, а
последовательность трех нуклеотидов
тРНК комплементарных –антикодоном.
тРНК
В клетке имеется столько же разных тРНК,
сколько кодонов, шифрующих аминокислоты.
ФЕРМЕНТ КОДАЗА
АМИНОКИСЛОТА
АТФ
Но не какую угодно, а только ту,
которая
кодируется
триплетом,
комплементарным антикодону.






2. На втором этапе синтеза тРНК выполняет функцию
переводчика с «языка» нуклеотидов на «язык»
аминокислот. Такой перевод происходит на рибосоме. В
ней имеется два участка: на одном тРНК получает команду
от иРНК - антикодон узнает кодон, на другом - выполняется
приказ - аминокислота отрывается от тРНК.
Трансляция (от лат. Translatio - передача) – это перевод
информации, заключенной в последовательности
нуклеотидов молекулы и-РНК, в последовательность
аминокислот белка.
На один из концов и-РНК вступает рибосома. Рибосома
перемещается по молекуле и-РНК прерывисто, триплет за
триплетом. По мере её передвижения к рибосомам
подходят
т-РНК, каждая из них несет
аминокислоту. Т-РНК имеют триплеты (антикодоны),
комплиментарные триплетам и-РНК. По мере их прихода к
полипептидной цепи подстраиваются новые аминокислоты.
Участок рибосомы, в котором происходит трансляция,
имеет длину, соответствующую 2-ум триплетам. Он
называется функциональным центром рибосомы.
Когда рибосома продвигается вперед, с того же конца
подходит другая рибосома, затем третья и т.д.
Когда на рибосоме в первом участке оказывается один из
трех триплетов, являющихся знаками препинания между
генами, это означает, что синтез белка завершен. Готовая
полипептидная цепь отходит от рибосомы.
Для увеличения производства белков иРНК часто
одновременно проходит не через одну, а через несколько
рибосом последовательно. Такую структуру, объединенную
одной молекулой иРНК, называют полисомой. На каждой
рибосоме в этом похожем на нитку бус конвейере
последовательно синтезируются несколько молекул
одинаковых белков.
ЭТАПЫ ТРАНСЛЯЦИИ
Инициация
Элонгация
Терминация
Терминирующий
кодон
Матричная РНК
Направление
считывания информации
с иРНК
Шероховатый эндоплазматический
ретикулум
Гладкий эндоплазматический ретикулум
Полипептид
(белковая
молекула)
Полисома
Шероховатый
эндоплазматический
ретикулум
Рибосомы находящиеся на эндоплазматической сети,
синтезируют белковую молекулу, которая постепенно
проникает во внутрь ЭПС и транспортируется к аппарату
Гольджи.
На основе данной модели учитель, задает вопросы
учащимся.
Задание:
 1. Синтез белка невозможен без участия
ферментов.
 Транскрипция, трансляция, присоединение
аминокислот к т-РНК, сцепление
аминокислотных звеньев в молекулу белка
– все эти процессы катализируются
особыми ферментами.
 2. Синтез белка нуждается в энергии.
 Вопрос: Откуда клетка берет энергию?

АТФ + Н2О = АДФ + Н3РО4 + Q
Задания для закрепления материала















1. Большую роль в биосинтезе белка играет тРНК, которая:
1) служит матрицей для синтеза белка;
2) доставляет аминокислоты к рибосомам;
3) переносит информацию из ядра к рибосомам;
4) служит местом для сборки полипептидной цепи
2. В рибосоме при биосинтезе белка располагаются два триплета иРНК, к
которым в соответствии с принципом комплиментарности присоединяются
триплеты:
1) тРНК;
2) рРНК;
3) белка;
4) ДНК
3. Белок состоит из 300 аминокислот. Сколько нуклеотидов в гене, который
служит матрицей для синтеза белка?
1) 100;
2) 300;
3) 900;
4) 1500
Итоговый контроль по пройденной теме:
1. Где синтезируется иРНК? В ядре клетки.
2. Каким образом иРНК попадает в цитоплазму? Через поры в кариолемме.
3. Куда направляется иРНК, после того как попадает в цитоплазму? На
рибосому.
4. Где осуществляется расшифровка генетической информации –перевод ее с
«языка» нуклеотидов на «язык» аминокислот? В рибосоме.
5. Дайте определение понятию трансляция? Синтез полипептидных цепей
белков по матрице иРНК, происходящей в рибосомах.
6. С помощью чего доставляются аминокислоты на рибосому? С помощью
транспортной РНК (тРНК).
7. Сколько тРНК может одновременно находиться в рибосоме? Две.
8. Сколько нуклеотидов одновременно может находиться в рибосоме? Шесть.
9. В каком направление происходит считывание информации с иРНК? От 5 к
3.
10. Что такое антикодон и на какой РНК он располагается?
Задачки по теме
1. Сколько нуклеотидов содержат гены (обе цепи ДНК), в
которых запрограммированы белки из: 1. 500
аминокислот; 2. 250 аминокислот; 3. 48 аминокислот?
2. Какое время понадобиться для синтеза этих белков клетки,
если скорость передвижения рибосомы по иРНК
составляет 6 триплетов в секунду?
Общая принципиальная схема биосинтеза белка.