Пластический обмен (ассимиляция или анаболизм) — это совокупность процессов биосинтеза органических веществ, происходящих в клетке с затратой энергии. В ходе этих реакций из простых молекул образуются сложные, специфические для данной клетки соединения (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, жиры). Характеристики пластического обмена
- Цель: Обеспечение клетки строительным материалом для роста, обновления структур и создания ферментов.
- Энергетика: Процессы протекают с поглощением энергии, которая поставляется в виде молекул АТФ (аденозинтрифосфата), синтезированных в ходе энергетического обмена.
- Результат: Накопление органических веществ и усложнение структуры клетки.
Биосинтез белка Биосинтез белка является центральным процессом пластического обмена. Он происходит в два основных этапа: транскрипция и трансляция. 1. Транскрипция (списывание информации) Этот этап протекает в ядре клетки (у эукариот).
- Фермент РНК-полимераза расплетает участок ДНК (ген) и по принципу комплементарности строит на одной из его цепей молекулу информационной РНК (иРНК).
- В иРНК вместо тимина (Т) используется урацил (У).
- Готовая иРНК через поры в ядерной оболочке выходит в цитоплазму и направляется к рибосомам.
2. Трансляция (перевод последовательности) Этот этап происходит в цитоплазме на рибосомах. Информация, зашифрованная в виде последовательности нуклеотидов, переводится в последовательность аминокислот.
- Инициация: Рибосома прикрепляется к иРНК. Начало считывания обычно происходит со старт-кодона (АУГ).
- Элонгация (удлинение цепи):
- Транспортные РНК (тРНК) доставляют аминокислоты к рибосоме.
- Каждая тРНК имеет антикодон, который должен соответствовать кодону иРНК, находящемуся в данный момент в рибосоме.
- Если антикодон и кодон совпадают, аминокислота присоединяется к растущей полипептидной цепи с помощью пептидной связи.
- Рибосома продвигается по иРНК на один триплет (три нуклеотида) вперед.
- Терминация: Процесс продолжается до тех пор, пока рибосома не дойдет до одного из стоп-кодонов (УАА, УАГ или УГА). На этом этапе синтез завершается, и готовый белок отсоединяется от рибосомы.
Компоненты, необходимые для синтеза
| Компонент | Роль в процессе |
|---|---|
| ДНК | Хранитель генетического кода (матрица для иРНК) |
| иРНК | Переносчик информации от ядра к рибосоме |
| тРНК | Адаптер, доставляющий аминокислоты |
| Рибосома | Место сборки белковой молекулы |
| АТФ | Источник энергии для создания химических связей |
| Ферменты | Катализаторы всех этапов сборки |
После завершения трансляции белок приобретает свою уникальную вторичную, третичную или четвертичную структуру, становясь функционально активным. Я могу подготовить для вас таблицу сравнения пластического и энергетического обмена или разобрать свойства генетического кода.