синтез білків
(Аліментарна дистрофія - необоротна)
Весь синтез білків складається з двох процесів: транскрипції і трансляції.
1. Транскрипція - процес зчитування, синтез РНК, здійснюваний РНК полімеразою. Процес йде з одного ланцюга ДНК. Транскрипція виробляється одним або кількома генами, що відповідають за синтез певного білка. У прокаріотів цю ділянку називається опероном.
1. Зв'язування РНК полімерази з промотором.
2. Ініціація - початок синтезу.
3. Елонгація - зростання ланцюжка РНК. V = 50 нуклеотидів / секунда.
4. Терминация - завершення синтезу.
Трансляція - відбувається в ядрі на рибосомах.
1. Амінокислоти доставляють тРНК до рибосоми. Кодони шифрують амінокислоти. На вершині тРНК є послідовність трьох нуклеотидів, компланарних нуклеотидам кодону в мРНК, - антикодон. Фермент визначає антикодон і приєднує тРНК амінокислоту.
2. На рибосоме тРНК переводить з «мови» нуклеотидів на «мову» амінокислот. Далі амінокислоти відриваються від тРНК.
3. Фермент синтезу приєднує амінокислоту до поліпептидного ланцюга.
Синтез завершений і готова ланцюг відходить від рибосом.
Білки - це високомолекулярні сполуки, молекули яких представлені двадцятьма альфа - амінокислотами, з'єднаними пептидними зв'язками - СО - NН -
Мономерами білків є амінокислоти.
Кислотні властивості амінокислот визначаться карбоксильної групою (-СООН), лужні - аміногрупи (-NH2). Кожна з 20 амінокислот має однакову частина, що включає обидві ці групи (-CHNH2 - COOH), і відрізняється від будь-якої іншої особливої хімічної угрупованням R - групою, або радикалом.
· Прості білки - що складаються з одних амінокислот. Наприклад, рослинні білки - проламіни, білки кров'яної плазми - альбуліна і глобуліни.
· Складні білки - крім амінокислот мають у своєму складі інші органічні сполуки (нуклеїнові кислоти, ліпіди, вуглеводи), сполуки фосфору, метали. Мають складні назви нуклеопротеїни, шікопротеіди і т. Д.
Найпростіша амінокислота - гліцерин NH2 - CH2 - COOH.
Але різні амінокислоти можуть містити різні радикали CH3 - CHNH2 - COOH
H - O - - CH2 - CHNH2 - COOH
Освіта лінійних молекул білків відбувається в результаті з'єднання амінокислот один з одним. Карбоксильная група однієї амінокислоти зближується з аминогруппой інший, і при відщеплення молекули води між амінокислотними залишками виникає міцна ковалентний зв'язок, звана пептидного.
· Первинна - визначається послідовністю амінокислот. З трьох амінокислот - 27 комбінацій, тоді з 20 амінокислот - 10 1300 довжиною кожна не менше 100 залишків, отже, триває еволюційний процес.
· Вторинна - спіраль, порожниста всередині, яка утримується водневими зв'язками, при цьому радикали спрямовані назовні.
· Четвертичная структура - деякі білки, наприклад гемоглобін і інсулін, складаються з декількох ланцюгів, що розрізняються по первинній структурі.
У людському організмі близько 100000 білків, молекулярна маса яких від декількох тисяч до декількох мільйонів.
В даний час будову і функції більшості білків відомі. Історія вивчення білків почалася з дослідження Беккари (1878г), який вперше з пшеничного борошна виділив білкове речовина, що його їм '' клековіной ''.
У 1902 р Е. Фішер запропонував пептидную теорію будови білка.
У 1951 р Л. Полінг розробив модель вторинної структури білка.
У 1953 р Сенгер розшифрував амінокислотну послідовність в інсуліні (гормон підшлункової залози), а через 10 років уже той же інсулін був отриманий шляхом штучного синтезу з амінокислот. Удосконалення методів дослідження досягло такого рівня, що в даний час вивчення структури білкової молекули є відносно простим справою і для більшої кількості білків встановлено їх будову (амінокислотний склад і амінокислотне будова).
У білків дуже складну будову і на даному етапі розвитку науки дуже складно виявити структуру молекул білків.
Перший білок, у якого була розшифрована первинна структура, був інсулін. Це сталося в 1954 році. Для цього знадобилося близько 10 років. Синтез білків - дуже складне завдання, і якщо її вирішити, то зросте кількість ресурсів для подальшого використання їх в техніці, медицині і т.д. а також вже можливий біохімічний та синтетичний способи отримання їжі.
А.Н. Несмєянов провів широкі дослідження в області створення мікробіологічної промисловості по виробництву штучних продуктів харчування. Практичне здійснення шляхів отримання такої їжі ведеться в двох основних напрямках. Одне з них засноване на використанні білків рослин, наприклад сої, а друге - на використанні білків продуктів, отриманих мікробіологічними шляхом з нафти.
У природі широко представлена автоматична самосборка надмолекулярних структур і ініціатором її є білкові молекули. Це дає надію з'ясувати закономірності формоутворення в рослин і тварин і зрозуміти молекулярні механізми, щоб забезпечити подібність батьків і дітей.
Чим глибше хіміки пізнають природу і будову білкових молекул, тим більше вони переконуються у винятковому значенні одержуваних даних для розкриття таємниці життя. Розкриття зв'язку між структурою і функцією в білкових речовинах - ось наріжний камінь, на якому спочиває проникнення в найглибшу сутність життєвих процесів, ось та основа, яка послужить в майбутньому вихідним кордоном для нового якісного стрибка в розвитку біології і медицини.
Білки входять до складу живих організмів і є основними матеріальними агентами, які керують всіма хімічними реакціями, що протікають в організмі.
Однією з найважливіших функцій білків є їх здатність виступати в якості специфічних каталізаторів (ферментів), що володіють виключно високою каталітичної активністю. Без участі ферментів не проходить майже жодна хімічна реакція в живому організмі.
Друга найважливіша функція білків полягає в тому, що вони визначають механо - хімічні процеси в живих організмах, в результаті яких надходить з їжею хімічна енергія безпосередньо перетворюється в необхідну для руху організму механічну енергію.
Третьою важливою функцією білків є їх використання в якості матеріалу для побудови важливих складових частин організму, що володіють достатньою механічною міцністю, починаючи з напівпроникних перегородок всередині клітин, оболонок клітин і їх ядер і закінчуючи тканинами м'язів і різних органів, шкіри, нігтів, волосся і т. д.
Білки є необхідною складовою частиною продуктів харчування. Відсутність або недостатня кількість їх у їжі викликає серйозні захворювання.
Важливу роль в життєдіяльності грають комплекси білків з нуклеїновими кислотами - нуклеопротеїни. З нуклеопротеидов складаються, зокрема, хромосоми, найважливіші складові частини ядра клітини, відповідальні за зберігання спадкової інформації, а також рибосоми - дрібні частки протоплазми, в яких відбувається синтез білкових молекул.
