proteīnu sintēze- viens no galvenajiem vielmaiņas procesiem šūnā. Tā ir matricas sintēze. Olbaltumvielu sintēzei nepieciešama DNS, mRNS, tRNS, rRNS (ribosomas), aminoskābes, fermenti, magnija joni, ATP enerģija. Galvenā loma proteīna struktūras noteikšanā pieder DNS.

Informācija par aminoskābju secību proteīna molekulā ir kodēta DNS molekulā. Informācijas ierakstīšanas metodi sauc par kodēšanu. Ģenētiskais kods ir sistēma informācijas ierakstīšanai par aminoskābju secību olbaltumvielās, izmantojot nukleotīdu secību ziņojuma RNS.

RNS sastāvā ietilpst 4 veidu nukleotīdi: A, G, C, U. Olbaltumvielu molekulu sastāvā ietilpst 20 aminoskābes. Katru no 20 aminoskābēm kodē 3 nukleotīdu secība, ko sauc par tripletu vai kodonu. No 4 nukleotīdiem var izveidot 64 dažādas kombinācijas pa 3 nukleotīdiem katrā (4 3 = 64).

Ģenētiskā koda īpašības

1. Ģenētiskais kods triplets:

2. Kods deģenerēts. Tas nozīmē, ka katru aminoskābi kodē vairāk nekā viens kodons (no 2 līdz 6):

3. Kods nepārklājas. Tas nozīmē, ka secīgi kodoni ir secīgi sakārtoti nukleotīdu tripleti:

4. Universāls visām šūnām (cilvēka, dzīvnieka, augu).

5. Konkrēts. Viens un tas pats triplets nevar atbilst vairākām aminoskābēm.

6. Olbaltumvielu sintēze sākas no sākuma (sākotnējā) kodona ĀRĀ, kas kodē aminoskābi metionīnu.

7. Olbaltumvielu sintēze beidzas ar vienu no trim stopkodoni, nekodētās aminoskābes: UAT, UAA, UTA.

Ģenētiskā koda tabula

DNS sadaļu, kas satur informāciju par konkrēta proteīna struktūru, sauc par gēnu. Gēns nav tieši iesaistīts olbaltumvielu sintēzē. Messenger RNS (mRNS) ir starpnieks starp gēnu un proteīnu. DNS spēlē mRNS sintēzes veidnes lomu šūnas kodolā. Gēnu sadaļā esošā DNS molekula atritinās. Informācija tiek rakstīta no vienas no tās ķēdēm uz mRNS saskaņā ar komplementaritātes principu starp nukleīnskābju slāpekļa bāzēm. Šo procesu sauc transkripcija. Transkripcija notiek šūnas kodolā, piedaloties RNS polimerāzes enzīmam un izmantojot ATP enerģiju (37. att.).

Rīsi. 37. Transkripcija.

Olbaltumvielu sintēze tiek veikta citoplazmā uz ribosomām, kur mRNS kalpo par šablonu (38. att.). Nukleotīdu tripletu secības translāciju mRNS molekulā noteiktā aminoskābju secībā sauc pārraide. Sintezētā mRNS caur porām kodola apvalkā iziet šūnas citoplazmā, savienojas ar ribosomām, veidojot poliribosomas (polisomas). Katra ribosoma sastāv no divām apakšvienībām - lielas un mazas. mRNS pievienojas mazajai apakšvienībai magnija jonu klātbūtnē (39. att.).

Rīsi. 38. Olbaltumvielu sintēze.

Rīsi. 39.Galvenās proteīnu sintēzē iesaistītās struktūras.

Pārneses RNS (tRNS) ir atrodamas citoplazmā. Katrai aminoskābei ir sava tRNS. tRNS molekulā vienā no cilpām ir nukleotīdu triplets (antikodons), kas ir komplementārs nukleotīdu tripletam uz mRNS (kodons).

Citoplazmā esošās aminoskābes tiek aktivizētas (mijiedarbojas ar ATP) un ar enzīma aminoacil-tRNS sintetāzes palīdzību tiek piesaistītas tRNS. Pirmais (sākuma) mRNS kodons - AUG - nes informāciju par aminoskābi metionīnu (40. att.). Šis kodons ir saskaņots ar tRNS molekulu, kas satur komplementāru antikodonu un nes pirmo aminoskābi metionīnu. Tas nodrošina ribosomas lielo un mazo apakšvienību savienojumu. Otrais mRNS kodons pievieno tRNS, kas satur šim kodonam komplementāru antikodonu. tRNS satur otru aminoskābi. Starp pirmo un otro aminoskābi veidojas peptīdu saite. Ribosoma periodiski, tripleta pēc tripleta, pārvietojas gar mRNS. Pirmā tRNS tiek atbrīvota un nonāk citoplazmā, kur tā var apvienoties ar savu aminoskābi.

Ribosomai pārvietojoties pa mRNS, polipeptīdu ķēdei tiek pievienotas aminoskābes, kas atbilst mRNS tripletiem un importētajām tRNS (41. att.).

MRNS ietvertās informācijas “nolasīšana”, ko veic ribosoma, notiek, līdz tā sasniedz vienu no trim stopkodoniem (UAA, UGA, UAG). Polipeptīdu ķēde

Rīsi. 40. Olbaltumvielu sintēze.

BET- saistošs aminoacils - tRNS;

B- peptīdu saites veidošanās starp metionīnu un 2. aminoskābi;

AT- ribosomas kustība pa vienu kodonu.

atstāj ribosomu un iegūst šim proteīnam raksturīgo struktūru.

Atsevišķa gēna tiešā funkcija ir iekodēt noteikta proteīna-enzīma struktūru, kas katalizē vienu bioķīmisko reakciju, kas notiek noteiktos vides apstākļos.

Gēns (DNS sadaļa) → mRNS → proteīns-enzīms → bioķīmiskā reakcija → iedzimta iezīme.

Rīsi. 41. Raidījums.

Jautājumi paškontrolei

1. Kur šūnā notiek proteīnu sintēze?

2. Kur tiek reģistrēta informācija par proteīnu sintēzi?

3. Kādas īpašības piemīt ģenētiskajam kodam?

4. Ar kādu kodonu sākas proteīnu sintēze?

5. Kādi kodoni beidz proteīnu sintēzi?

6. Kas ir gēns?

7. Kā un kur notiek transkripcija?

8. Kā sauc nukleotīdu tripletus mRNS molekulā?

9. Kas ir pārraide?

10. Kā aminoskābe tiek pievienota tRNS?

11. Kā sauc nukleotīdu tripletu tRNS molekulā? 12. Kura aminoskābe nodrošina lielu un

maza ribosomas apakšvienība?

13. Kā notiek proteīna polipeptīda ķēdes veidošanās?

Tēmas “Olbaltumvielu sintēze” atslēgas vārdi

slāpekļa bāzes alanīns

aminoskābes

antikodons

olbaltumvielas

bioķīmiskā reakcija

valīns

gēns

ģenētiskā koda darbība

DNS

ierakstīt informāciju magnija joni

mRNS

kodēšana

kodons

leicīns

matrica

vielmaiņa

metionīns

iedzimta īpašība nukleīnskābes peptīdu saites cilpa

poliribosomu poras

starpposma secība

ribosomu komplementaritātes princips

rRNS

serīns

sintēze

kombinācija

veidā

struktūra

apakšvienība

transkripcija

pārraide

trijnieks

tRNS

sižetu

fenilalanīns

fermenti

ķēde

citoplazma

ATP enerģija

Katrai zinātnes nozarei ir savs "zilais putns"; kibernētiķi sapņo par "domājošām" mašīnām, fiziķi - par kontrolētām kodoltermiskām reakcijām, ķīmiķi - par "dzīvās vielas" - proteīna - sintēzi. Olbaltumvielu sintēze jau sen ir bijusi zinātniskās fantastikas romānu tēma, kas ir ķīmijas nākamā spēka simbols. Tas izskaidrojams ar milzīgo lomu, ko dzīvajā pasaulē spēlē olbaltumvielas, un ar grūtībām, ar kurām neizbēgami saskārās katrs pārgalvis, kurš uzdrošinājās no atsevišķām aminoskābēm “sastādīt” sarežģītu proteīna mozaīku. Un pat ne pats proteīns, bet tikai peptīdi.

Atšķirība starp olbaltumvielām un peptīdiem ir ne tikai terminoloģiska, lai gan abu molekulārās ķēdes sastāv no aminoskābju atlikumiem. Kādā posmā kvantitāte pārvēršas kvalitātē: peptīdu ķēde - primārā struktūra - iegūst spēju satīties spirālēs un bumbiņās, veidojot sekundāras un terciāras struktūras, kas jau raksturīgas dzīvai vielai. Un tad peptīds kļūst par proteīnu. Šeit nav skaidras robežas - polimēra ķēdei nevar uzlikt demarkācijas zīmi: līdz šim - peptīds, no šejienes - proteīns. Bet ir zināms, piemēram, ka adranokortikotropais hormons, kas sastāv no 39 aminoskābju atlikumiem, ir polipeptīds, bet hormona insulīns, kas sastāv no 51 atlikuma divu ķēžu veidā, jau ir proteīns. Vienkāršākais, bet tomēr proteīns.

Metodi aminoskābju apvienošanai peptīdos pagājušā gadsimta sākumā atklāja vācu ķīmiķis Emīls Fišers. Taču ilgu laiku pēc tam ķīmiķi nevarēja nopietni domāt ne tikai par proteīnu vai 39 locekļu peptīdu sintēzi, bet pat daudz īsākām ķēdēm.

Olbaltumvielu sintēzes process

Lai savienotu divas aminoskābes kopā, ir jāpārvar daudzas grūtības. Katrai aminoskābei, tāpat kā divpusīgajam Janusam, ir divas ķīmiskās virsmas: karbonskābes grupa vienā galā un amīna bāzes grupa otrā. Ja vienas aminoskābes karboksilgrupai atņem OH grupu, bet otras amīna grupai atņem ūdeņraža atomu, tad šajā gadījumā izveidotos divus aminoskābju atlikumus var savienot viens ar otru ar peptīdu saiti. , un rezultātā radīsies vienkāršākais no peptīdiem — dipeptīds. Un ūdens molekula atdalīsies. Atkārtojot šo darbību, var palielināt peptīda garumu.

Tomēr šo šķietami vienkāršo darbību ir praktiski grūti īstenot: aminoskābes ļoti nelabprāt kombinējas savā starpā. Mums tie ir jāaktivizē ķīmiski un "uzsilda" viens no ķēdes galiem (visbiežāk karbonskābs) un jāveic reakcija, stingri ievērojot nepieciešamos nosacījumus. Bet tas vēl nav viss: otrā grūtība ir tāda, ka ne tikai dažādu aminoskābju atlikumi, bet arī divas vienas un tās pašas skābes molekulas var apvienoties savā starpā. Šajā gadījumā sintezētā peptīda struktūra jau atšķirsies no vēlamās. Turklāt katrai aminoskābei var būt nevis divi, bet vairāki "Ahileja papēži" - sānu ķīmiski aktīvas grupas, kas spēj piesaistīt aminoskābju atlikumus.

Lai reakcija nenovirzītos no dotā ceļa, ir nepieciešams šos viltus mērķus maskēt - uz reakcijas laiku “noblīvēt” visas aminoskābes reaktīvās grupas, izņemot vienu, pievienojot - viņus sauca par aizsarggrupām. Ja tas nav izdarīts, tad mērķis augs ne tikai no abiem galiem, bet arī uz sāniem, un aminoskābes vairs nevarēs savienot noteiktā secībā. Bet tieši tā ir jebkuras virzītas sintēzes nozīme.

Bet, šādi atbrīvojoties no vienas nepatikšanas, ķīmiķi saskaras ar citu: pēc sintēzes beigām aizsarggrupas ir jānoņem. Fišera laikos grupas, kas tika atdalītas hidrolīzes rezultātā, tika izmantotas kā "aizsardzība". Tomēr hidrolīzes reakcija parasti izrādījās pārāk spēcīgs "šoks" iegūtajam peptīdam: tā grūti uzbūvējamā "konstrukcija" sabruka, tiklīdz no tās tika noņemtas "sastatnes" - aizsarggrupas. Tikai 1932. gadā Fišera skolnieks M. Bergmans atrada izeju no šīs situācijas: viņš ierosināja aizsargāt aminoskābes aminogrupu ar karbobenzoksi grupu, kuru varēja noņemt, nesabojājot peptīdu ķēdi.

Olbaltumvielu sintēze no aminoskābēm

Gadu gaitā ir ierosinātas vairākas tā sauktās mīkstās metodes aminoskābju savstarpējai "savienošanai". Taču patiesībā tās visas bija tikai variācijas par Fišera metodes tēmu. Variācijas, kurās reizēm bija pat grūti noķert oriģinālo melodiju. Bet pats princips palika nemainīgs. Tomēr grūtības, kas saistītas ar neaizsargāto grupu aizsardzību, palika nemainīgas. Par šo grūtību pārvarēšanu bija jāmaksā, palielinot reakcijas posmu skaitu: viens elementārs akts - divu aminoskābju kombinācija - tika sadalīts četros posmos. Un katrs papildu posms ir neizbēgams zaudējums.

Pat ja pieņemam, ka katrs posms nāk ar lietderīgu ražu 80% (un šī ir laba raža), tad pēc četriem posmiem šie 80% "izkūst" līdz 40%. Un tas notiek tikai ar dipeptīda sintēzi! Ko darīt, ja ir 8 aminoskābes? Un ja 51, kā insulīnā? Pievienojiet tam grūtības, kas saistītas ar divu aminoskābju molekulu optisko "spoguļu" formu esamību, no kurām reakcijā ir nepieciešama tikai viena, un pievienojiet problēmas iegūto peptīdu atdalīšanai no blakusproduktiem, īpaši gadījumos, kad tie ir vienlīdz šķīstoši. Kas notiek kopumā: Ceļš uz nekurieni?

Un tomēr šīs grūtības neapturēja ķīmiķus. "Zilā putna" vajāšana turpinājās. 1954. gadā tika sintezēti pirmie bioloģiski aktīvie polipeptīdu hormoni vazopresīns un oksitocīns. Viņiem bija astoņas aminoskābes. 1963. gadā tika sintezēts 39-meru AKTH polipeptīds, adrenokortikotropais hormons. Visbeidzot, ķīmiķi ASV, Vācijā un Ķīnā sintezēja pirmo proteīnu - hormonu insulīnu.

Kā tas ir, teiks lasītājs, ka grūtais ceļš, izrādās, neveda ne uz kurieni un nekur, bet gan uz daudzu ķīmiķu paaudžu sapņa piepildījumu! Šis ir pagrieziena punkts! Patiešām, šis ir nozīmīgs notikums. Bet vērtēsim to prātīgi, atsakoties no sensacionālisma, izsaukuma zīmēm un pārmērīgām emocijām.

Neviens neapstrīd: insulīna sintēze ir milzīga ķīmiķu uzvara. Šis ir kolosāls, titānisks darbs, kas ir visas apbrīnas vērts. Taču tajā pašā laikā ego būtībā ir vecās polipeptīdu ķīmijas griesti. Šī ir uzvara uz sakāves robežas.

Olbaltumvielu sintēze un insulīns

Insulīnā ir 51 aminoskābe. Lai tos savienotu pareizajā secībā, ķīmiķiem bija jāveic 223 reakcijas. Kad trīs gadus pēc pirmās no tām sākuma tika pabeigta pēdējā, produkta raža bija mazāka par vienu simtdaļu. Trīs gadi, 223 posmi, simtdaļa procenta – jāatzīst, ka uzvara ir tīri simboliska. Ir ļoti grūti runāt par šīs metodes praktisko pielietojumu: ar tās ieviešanu saistītās izmaksas ir pārāk augstas. Bet galu galā mēs nerunājam par vērtīgu organiskās ķīmijas godības relikviju sintēzi, bet gan par vitāli svarīgas zāles izlaišanu, kas nepieciešama tūkstošiem cilvēku visā pasaulē. Tātad klasiskā polipeptīdu sintēzes metode ir izsmēlusi sevi ar pašu pirmo, vienkāršāko proteīnu. Tātad "zilais putns" atkal izslīdēja no ķīmiķu rokām?

Jauna proteīnu sintēzes metode

Apmēram pusotru gadu, pirms pasaule uzzināja par insulīna sintēzi, presē pazibēja vēl viena ziņa, kas sākumā nepievērsa īpašu uzmanību: amerikāņu zinātnieks R. Mērfīlds piedāvāja jaunu peptīdu sintēzes metodi. Tā kā pats autors sākotnēji metodi nedeva pienācīgu novērtējumu un tajā bija daudz trūkumu, pirmajā tuvinājumā tā izskatījās vēl sliktāka par esošajām. Tomēr jau 1964. gada sākumā, kad Mērfīldam izdevās ar savu metodi pabeigt 9 locekļu hormona sintēzi ar 70% lietderīgu iznākumu, zinātnieki bija pārsteigti: 70% pēc visiem posmiem ir 9% lietderīgā iznākuma katrā posmā. sintēze.

Jaunās metodes galvenā ideja ir tāda, ka augošās peptīdu ķēdes, kas iepriekš tika atstātas šķīdumā haotiskas kustības varā, tagad vienā galā tika piesaistītas cietam nesējam - tās it kā tika piespiestas. noenkurot šķīdumā. Mērifīlds paņēma cietus sveķus un pie tās aktīvajām grupām ar karbonilgalu “pievienoja” pirmo aminoskābi, kas samontēta peptīdā. Reakcijas notika atsevišķās sveķu daļiņās. Tās molekulu "labirintos" pirmo reizi parādījās topošā peptīda pirmie īsie dzinumi. Pēc tam traukā tika ievadīta otrā aminoskābe, tās karbonilgalus savienoja ar “piesaistītās” aminoskābes brīvajiem aminogaliem, un daļiņās izauga vēl viena peptīda nākotnes “ēkas” “grīda”. Tātad pakāpeniski tika izveidots viss peptīdu polimērs.

Jaunajai metodei bija neapšaubāmas priekšrocības: pirmkārt, tā atrisināja nevajadzīgo produktu atdalīšanas problēmu pēc katras aminoskābes pievienošanas - šie produkti tika viegli nomazgāti, un peptīds palika piestiprināts pie sveķu granulām. Tajā pašā laikā tika izslēgta augošo peptīdu šķīdības problēma, kas ir viens no vecās metodes galvenajiem postiem; agrāk tie bieži nogulsnējās, praktiski pārtraucot piedalīties augšanas procesā. Peptīdi, kas tika “izņemti” pēc sintēzes pabeigšanas no cietā balsta, tika iegūti gandrīz visi vienāda izmēra un struktūras, jebkurā gadījumā izkliede struktūrā bija mazāka nekā ar klasisko metodi. Un attiecīgi noderīgāka produkcija. Pateicoties šai metodei, peptīdu sintēze – rūpīga, laikietilpīga sintēze – ir viegli automatizēta.

Mērifīlds uzbūvēja vienkāršu iekārtu, kas pati pēc dotās programmas veica visas nepieciešamās darbības – reaģentu padevi, samaisīšanu, iztukšošanu, mazgāšanu, devas mērīšanu, jaunas porcijas pievienošanu utt. Ja pēc vecās metodes vienas aminoskābes pievienošana prasīja 2-3 dienas, tad Merifīlds savā mašīnā savienoja 5 aminoskābes dienā. Atšķirība ir 15 reizes.

Kādas ir olbaltumvielu sintēzes grūtības

Mērifīldas metodi, ko sauc par cieto fāzi jeb neviendabīgu, nekavējoties pārņēma ķīmiķi visā pasaulē. Tomēr pēc neilga laika kļuva skaidrs, ka jaunajai metodei līdzās lielajām priekšrocībām ir arī vairāki nopietni trūkumi.

Peptīdu ķēdēm augot, var gadīties, ka dažās no tām, teiksim, pietrūkst trešā “stāva” - trešā aminoskābes pēc kārtas: tās molekula nesasniegs krustojumu, iestrēgstot kaut kur ceļā strukturālajā daļā. “Savvaļas” cietais polimērs. Un tad, pat ja visas pārējās aminoskābes, sākot ar ceturto, sarindojas pareizā secībā, tas situāciju vairs neglābs. Iegūtajam polipeptīdam tā sastāvā un līdz ar to arī īpašībās nebūs nekāda sakara ar iegūto vielu. Notiek tas pats, kas zvanot tālruņa numuru; ir vērts izlaist vienu ciparu - un tas, ka visu pārējo esam ierakstījuši pareizi, mums vairs nepalīdzēs. Šādas viltus ķēdes praktiski nav iespējams atdalīt no “īstajām”, un zāles izrādās aizsērējušas ar piemaisījumiem. Turklāt izrādās, ka sintēzi nevar veikt ne uz kādiem sveķiem - tie ir rūpīgi jāizvēlas, jo augošā peptīda īpašības zināmā mērā ir atkarīgas no sveķu īpašībām. Tāpēc visiem proteīnu sintēzes posmiem ir jāpieiet pēc iespējas rūpīgāk.

DNS proteīnu sintēze, video

Un noslēgumā piedāvājam jūsu uzmanībai izglītojošu video par to, kā DNS molekulās notiek proteīnu sintēze.

Pirmkārt, nosakiet olbaltumvielu biosintēzes posmu secību, sākot ar transkripciju. Visu procesu secību, kas notiek proteīna molekulu sintēzes laikā, var apvienot 2 posmos:

1. Transkripcija.

2. Raidījums.

Iedzimtas informācijas strukturālās vienības ir gēni - DNS molekulas sadaļas, kas kodē konkrēta proteīna sintēzi. Ķīmiskās organizācijas ziņā pro- un eikariotu iedzimtības un mainīguma materiāls būtiski neatšķiras. Tajos esošais ģenētiskais materiāls ir uzrādīts DNS molekulā, izplatīts ir arī iedzimtības informācijas un ģenētiskā koda ierakstīšanas princips. Tās pašas aminoskābes pro- un eikariotos tiek šifrētas ar tiem pašiem kodoniem.

Mūsdienu prokariotu šūnu genomam raksturīgs salīdzinoši mazs izmērs, Escherichia coli DNS ir gredzena forma, apmēram 1 mm garš. Tas satur 4 x 10 6 bāzes pārus, kas veido aptuveni 4000 gēnu. 1961. gadā F. Džeikobs un Dž. Monods atklāja prokariotu gēnu cistronisko jeb nepārtraukto organizāciju, kas pilnībā sastāv no kodējošām nukleotīdu sekvencēm, un tās pilnībā tiek realizētas proteīnu sintēzes laikā. Prokariotu DNS molekulas iedzimtais materiāls atrodas tieši šūnas citoplazmā, kur atrodas arī tRNS un gēnu ekspresijai nepieciešamie enzīmi Ekspresija ir gēnu funkcionālā aktivitāte jeb gēnu ekspresija. Tāpēc ar DNS sintezētā mRNS spēj nekavējoties darboties kā veidne proteīnu sintēzes translācijas procesā.

Eikariotu genoms satur daudz vairāk iedzimtības materiāla. Cilvēkiem kopējais DNS garums diploīdajā hromosomu komplektā ir aptuveni 174 cm.Tas satur 3 x 10 9 bāzes pārus un ietver līdz 100 000 gēnu. 1977. gadā lielākajā daļā eikariotu gēnu struktūrā tika atklāts pārtraukums, ko sauca par "mozaīkas" gēnu. Tam ir kodējošas nukleotīdu sekvences eksonisks un introns zemes gabali. Olbaltumvielu sintēzei tiek izmantota tikai informācija par eksoniem. Intronu skaits dažādos gēnos ir atšķirīgs. Noskaidrots, ka vistas ovalbumīna gēns ietver 7 intronus, bet zīdītāju prokolagēna gēns - 50. Klusās DNS - intronu funkcijas nav pilnībā noskaidrotas. Tiek pieņemts, ka tie nodrošina: 1) hromatīna strukturālo organizāciju; 2) daži no tiem acīmredzami ir iesaistīti gēnu ekspresijas regulēšanā; 3) intronus var uzskatīt par mainīguma informācijas krātuvi; 4) tiem var būt aizsargājoša loma, uzņemoties mutagēnu darbību.

Transkripcija

Informācijas pārrakstīšanas procesu šūnas kodolā no DNS molekulas daļas uz mRNS molekulu (mRNS) sauc. transkripcija(lat. Transcriptio - pārrakstīšana). Tiek sintezēts gēna primārais produkts mRNS. Šis ir pirmais solis proteīnu sintēzē. Atbilstošajā DNS sadaļā RNS polimerāzes enzīms atpazīst transkripcijas sākuma zīmi - priekšskatījums Par sākumpunktu tiek uzskatīts pirmais DNS nukleotīds, ko enzīms iekļauj RNS transkriptā. Parasti kodēšanas reģioni sākas ar kodonu AUG, dažreiz GUG tiek izmantots baktērijās. Kad RNS polimerāze saistās ar promotoru, DNS dubultspirāle tiek lokāli savīta un viena no virknēm tiek kopēta saskaņā ar komplementaritātes principu. mRNS tiek sintezēta, tās montāžas ātrums sasniedz 50 nukleotīdus sekundē. RNS polimerāzei pārvietojoties, mRNS ķēde aug, un, kad enzīms sasniedz kopēšanas vietas galu, terminators, mRNS attālinās no veidnes. DNS dubultspirāle aiz enzīma tiek salabota.

Prokariotu transkripcija notiek citoplazmā. Sakarā ar to, ka DNS pilnībā sastāv no kodējošām nukleotīdu sekvencēm, sintezētā mRNS nekavējoties darbojas kā tulkošanas veidne (skatīt iepriekš).

MRNS transkripcija eikariotos notiek kodolā. Tas sākas ar lielu molekulu sintēzi – prekursoru (pro-mRNS), ko sauc par nenobriedušu, jeb kodola RNS.Pro-mRNS gēna primārais produkts ir precīza transkribētā DNS reģiona kopija, ietver eksonus un intronus. Tiek saukts nobriedušu RNS molekulu veidošanās process no prekursoriem apstrāde. mRNS nobriešana notiek līdz savienošana ir fermentu radīti spraudeņi ierobežot introni un vietu savienošana ar transkribētajām eksonu sekvencēm ar ligāzes enzīmu palīdzību. (Zīm.).Nobriedusi mRNS ir daudz īsāka nekā pro-mRNS prekursoru molekulas, intronu izmērs tajās svārstās no 100 līdz 1000 nukleotīdiem vai vairāk. Introni veido aptuveni 80% no visas nenobriedušās mRNS.

Tagad ir pierādīts, ka tas ir iespējams alternatīva savienošana, kurā no viena primārā transkripta tā dažādos reģionos var tikt dzēstas nukleotīdu sekvences un veidosies vairākas nobriedušas mRNS. Šāda veida splicēšana ir raksturīga imūnglobulīna gēnu sistēmai zīdītājiem, kas ļauj veidot dažāda veida antivielas, pamatojoties uz vienu mRNS transkriptu.

Pēc apstrādes pabeigšanas nobriedušā mRNS tiek atlasīta pirms atstāšanas no kodola. Ir noskaidrots, ka tikai 5% nobriedušas mRNS nonāk citoplazmā, bet pārējais tiek atšķelts kodolā.

Raidījums

Translācija (lat. Translatio - pārnese, pārnešana) - mRNS molekulas nukleotīdu secībā ietvertās informācijas pārvēršana polipeptīdu ķēdes aminoskābju secībā (10. att.). Šis ir proteīna sintēzes otrais posms. Nobriedušas mRNS pārnešana caur kodola apvalka porām rada īpašus proteīnus, kas veido kompleksu ar RNS molekulu. Papildus mRNS transportēšanai šie proteīni aizsargā mRNS no citoplazmas enzīmu kaitīgās ietekmes. Translācijas procesā galvenā loma ir tRNS, kas nodrošina precīzu aminoskābes atbilstību mRNS tripleta kodam. Translācijas-dekodēšanas process notiek ribosomās un tiek veikts virzienā no 5 līdz 3. MRNS un ribosomu kompleksu sauc par polisomu.

Tulkošanu var iedalīt trīs fāzēs: uzsākšana, pagarināšana un izbeigšana.

Iniciācija.

Šajā posmā tiek samontēts viss proteīna molekulas sintēzē iesaistītais komplekss. Noteiktā mRNS vietā ir divu ribosomu apakšvienību savienība, tai ir pievienota pirmā aminoacil-tRNS, un tas nosaka rāmi informācijas nolasīšanai. Jebkura mRNS molekula satur vietu, kas ir komplementāra ar ribosomas mazās apakšvienības rRNS un ko tā īpaši kontrolē. Blakus atrodas iniciējošais starta kodons AUG, kas kodē aminoskābi metionīnu.

Pagarinājums

- tas ietver visas reakcijas no pirmās peptīdu saites veidošanās brīža līdz pēdējās aminoskābes piesaistei. Ribosomā ir divas vietas divu tRNS molekulu saistīšanai. Pirmā t-RNS ar aminoskābi metionīnu atrodas vienā sadaļā, peptidils (P), un no tās sākas jebkuras proteīna molekulas sintēze. Otrā t-RNS molekula nonāk ribosomas otrajā vietā – aminoacilā (A) un pievienojas tās kodonam. Starp metionīnu un otro aminoskābi veidojas peptīdu saite. Otrā tRNS pārvietojas kopā ar savu mRNS kodonu uz peptidila centru. tRNS kustība ar polipeptīdu ķēdi no aminoacilcentra uz peptidilcentru tiek papildināta ar ribosomas virzību gar mRNS ar soli, kas atbilst vienam kodonam. tRNS, kas piegādāja metionīnu, atgriežas citoplazmā, un amnoacila centrs tiek atbrīvots. Tas saņem jaunu t-RNS ar aminoskābi, ko šifrē nākamais kodons. Starp trešo un otro aminoskābi veidojas peptīdu saite, un trešā tRNS kopā ar mRNS kodonu virzās uz peptidilcentru.Pagarinājuma process, proteīna ķēdes pagarināšanās. Tas turpinās, līdz viens no trim kodoniem, kas nekodē aminoskābes, nonāk ribosomā. Šis ir terminatora kodons, un tam nav atbilstošas ​​tRNS, tāpēc neviena no tRNS nevar ieņemt vietu aminoacila centrā.

Izbeigšana

- polipeptīdu sintēzes pabeigšana. Tas ir saistīts ar specifiska ribosomu proteīna atpazīšanu vienam no terminācijas kodoniem (UAA, UAG, UGA), kad tas nonāk aminoacilcentrā. Ribosomai ir piesaistīts īpašs terminācijas faktors, kas veicina ribosomu apakšvienību atdalīšanu un sintezētās proteīna molekulas izdalīšanos. Ūdens tiek pievienots peptīda pēdējai aminoskābei, un tā karboksilgals tiek atdalīts no tRNS.

Peptīdu ķēdes montāža tiek veikta ar lielu ātrumu. Baktērijās 37°C temperatūrā tas izpaužas, pievienojot polipeptīdam 12 līdz 17 aminoskābes sekundē. Eikariotu šūnās vienas sekundes laikā polipeptīdam pievieno divas aminoskābes.

Pēc tam sintezētā polipeptīdu ķēde nonāk Golgi kompleksā, kur tiek pabeigta proteīna molekulas uzbūve (pēc kārtas parādās otrā, trešā, ceturtā struktūra). Šeit notiek olbaltumvielu molekulu komplekss ar taukiem un ogļhidrātiem.

Viss proteīnu biosintēzes process ir parādīts shēmas veidā: DNS ® pro mRNS ® mRNS ® polipeptīdu ķēde ® proteīns ® proteīnu kompleksēšana un to pārvēršana funkcionāli aktīvās molekulās.

Arī iedzimtās informācijas ieviešanas posmi notiek līdzīgi: pirmkārt, tā tiek transkribēta mRNS nukleotīdu secībā un pēc tam pārtulkota polipeptīda aminoskābju secībā uz ribosomām, piedaloties tRNS.

Eikariotu transkripcija tiek veikta trīs kodola RNS polimerāžu ietekmē. RNS polimerāze 1 atrodas kodolā un ir atbildīga par rRNS gēnu transkripciju. RNS polimerāze 2 ir atrodama kodola sulā un ir atbildīga par mRNS prekursora sintēzi. RNS polimerāze 3 ir neliela daļa no kodola sulas, kas sintezē mazas rRNS un tRNS. RNS polimerāzes īpaši atpazīst transkripcijas promotora nukleotīdu secību. Eikariotu mRNS vispirms tiek sintezēts kā prekursors (pro-mRNS), informācija no eksoniem un introniem tiek norakstīta uz to. Sintezētā mRNS ir lielāka, nekā nepieciešams tulkošanai, un ir mazāk stabila.

MRNS molekulas nobriešanas procesā ar restrikcijas enzīmu palīdzību tiek izgriezti introni, bet ar ligāzes enzīmu palīdzību tiek sašūti eksoni. MRNS nobriešanu sauc par apstrādi, un eksonu savienošanu sauc par savienošanu. Tādējādi nobriedusi mRNS satur tikai eksonus un ir daudz īsāka nekā tās priekšgājēja pro-mRNS. Intronu izmēri svārstās no 100 līdz 10 000 vai vairāk nukleotīdu. Intoni veido aptuveni 80% no visas nenobriedušās mRNS. Šobrīd ir pierādīta alternatīvas splicēšanas iespēja, kurā no viena primārā transkripta tā dažādos reģionos var tikt dzēstas nukleotīdu sekvences un veidosies vairākas nobriedušas mRNS. Šāda veida splicēšana ir raksturīga imūnglobulīna gēnu sistēmai zīdītājiem, kas ļauj veidot dažāda veida antivielas, pamatojoties uz vienu mRNS transkriptu. Pēc apstrādes pabeigšanas nobriedušā mRNS tiek atlasīta, pirms tā tiek izlaista citoplazmā no kodola. Ir konstatēts, ka tikai 5% no nobriedušās mRNS nonāk, bet pārējais tiek sadalīts kodolā. Eikariotu gēnu primāro transkriptu transformācija, kas saistīta ar to ekson-intronu organizāciju un saistībā ar nobriedušas mRNS pāreju no kodola uz citoplazmu, nosaka eikariotu ģenētiskās informācijas realizācijas iezīmes. Tāpēc eikariotu mozaīkas gēns nav cistronoma gēns, jo ne visa DNS secība tiek izmantota proteīnu sintēzei.

Olbaltumvielu sintēze šūnā

Galvenais ģenētikas jautājums ir proteīnu sintēzes jautājums. Apkopojot datus par DNS un RNS struktūru un sintēzi, Kriks 1960. g. ierosināja proteīnu sintēzes matricas teoriju, kuras pamatā ir 3 noteikumi:

1. DNS un RNS slāpekļa bāzu komplementaritāte.

2. Gēnu izvietojuma lineārā secība DNS molekulā.

3. Iedzimtas informācijas pārnešana var notikt tikai no nukleīnskābes uz nukleīnskābi vai uz olbaltumvielām.

No proteīna uz olbaltumvielām iedzimtas informācijas pārnešana nav iespējama. Tādējādi tikai nukleīnskābes var būt proteīnu sintēzes veidne.

Olbaltumvielu sintēzei nepieciešams:

1. DNS (gēni), uz kuriem tiek sintezētas molekulas.

2. RNS - (i-RNS) vai (m-RNS), r-RNS, t-RNS

Olbaltumvielu sintēzes procesā tiek izdalīti posmi: transkripcija un translācija.

Transkripcija- informācijas skaitīšana (pārrakstīšana) par nukleīna struktūru no DNS uz RNS (t-RNS un RNS, r-RNS).

Iedzimtas informācijas lasīšana sākas ar noteiktu DNS sadaļu, ko sauc par promotoru. Promotors atrodas pirms gēna un ietver apmēram 80 nukleotīdus.

Uz DNS molekulas ārējās ķēdes tiek sintezēts i-RNS (starpprodukts), kas kalpo kā matrica proteīnu sintēzei un tāpēc tiek saukta par matricu. Tā ir precīza DNS ķēdes nukleotīdu secības kopija.

DNS ir reģioni, kas nesatur ģenētisko informāciju (intronus). DNS sadaļas, kas satur informāciju, sauc par eksoniem.

Kodolā ir īpaši fermenti, kas izgriež intronus, un eksona fragmenti tiek “savienoti” stingrā secībā kopīgā pavedienā, šo procesu sauc par “splicēšanu”. Splaisinga laikā veidojas nobriedusi mRNS, kas satur proteīnu sintēzei nepieciešamo informāciju. Nobriedusi mRNS (matricas RNS) iziet cauri kodola membrānas porām un nonāk endoplazmatiskā retikuluma (citoplazmas) kanālos un šeit savienojas ar ribosomām.

Raidījums- nukleotīdu secība i-RNS tiek pārvērsta stingri sakārtotā aminoskābju secībā sintezētā proteīna molekulā.

Tulkošanas process ietver 2 posmus: aminoskābju aktivāciju un tiešu proteīna molekulas sintēzi.

Viena mRNS molekula saistās ar 5-6 ribosomām, veidojot polisomas. Olbaltumvielu sintēze notiek uz mRNS molekulas, un ribosomas pārvietojas pa to. Šajā periodā aminoskābes, kas atrodas citoplazmā, tiek aktivizētas ar īpašiem enzīmiem, ko izdala mitohondriju izdalītie enzīmi, katrs no tiem ar savu specifisko enzīmu.

Gandrīz acumirklī aminoskābes saistās ar cita veida RNS – zemas molekulmasas šķīstošo RNS, kas darbojas kā aminoskābju nesējs mRNS molekulai un tiek saukta par transportu (t-RNS). tRNS nogādā aminoskābes uz ribosomām uz noteiktu vietu, kur līdz tam laikam atrodas mRNS molekula. Tad aminoskābes tiek savienotas kopā ar peptīdu saitēm un veidojas proteīna molekula. Līdz proteīnu sintēzes beigām molekula pakāpeniski izdalās no mRNS.

Uz vienas mRNS molekulas veidojas 10-20 proteīna molekulas un dažos gadījumos daudz vairāk.

Visneskaidrākais proteīnu sintēzes jautājums ir par to, kā tRNS atrod atbilstošo mRNS vietu, kurai jāpievieno aminoskābe, ko tā nes.

Slāpekļa bāzu izkārtojuma secība DNS, kas nosaka aminoskābju izvietojumu sintezētajā proteīnā, ir ģenētiskais kods.

Tā kā viena un tā pati iedzimtā informācija tiek “reģistrēta” nukleīnskābēs ar četrām rakstzīmēm (slāpekļa bāzes) un olbaltumvielās par divdesmit (aminoskābes). Ģenētiskā koda problēma ir samazināta līdz atbilstības nodibināšanai starp tiem. Ģenētiķiem, fiziķiem un ķīmiķiem bija svarīga loma ģenētiskā koda atšifrēšanā.

Lai atšifrētu ģenētisko kodu, pirmkārt, bija jānoskaidro, kāds ir minimālais nukleotīdu skaits, kas var noteikt (kodēt) vienas aminoskābes veidošanos. Ja katru no 20 aminoskābēm kodētu viena bāze, tad DNS būtu jābūt 20 dažādām bāzēm, bet patiesībā tās ir tikai 4. Acīmredzot ar divu nukleotīdu kombināciju arī nepietiek, lai kodētu 20 aminoskābes. Tas var kodēt tikai 16 aminoskābes 4 2 = 16.

Tad tika ierosināts, ka kods ietver 3 nukleotīdus 4 3 = 64 kombinācijas, un tāpēc tas spēj kodēt vairāk nekā pietiekami daudz aminoskābju, lai veidotu proteīnus. Šo trīs nukleotīdu kombināciju sauc par tripleta kodu.

Kodam ir šādas īpašības:

1. Ģenētiskais kods ir triplets(katru aminoskābi kodē trīs nukleotīdi).

2. Deģenerācija- vienu aminoskābi var kodēt vairāki tripleti, izņēmums ir triptofāns un metionīns.

3. Vienas aminoskābes kodonos pirmie divi nukleotīdi ir vienādi, bet trešais mainās.

4.Nepārklājas– trīnīši nepārklājas viens ar otru. Viens triplets nevar būt daļa no cita; katrs no tiem neatkarīgi kodē savu aminoskābi. Tāpēc polipeptīdu ķēdē blakus var atrasties jebkuras divas aminoskābes un iespējama jebkura to kombinācija, t.i. bāzes secībā ABCDEFGHI pirmās trīs bāzes kodē 1 aminoskābi (ABC-1), (DEF-2) utt.

5. Universāls, tie. visos organismos noteiktu aminoskābju kodoni ir vienādi (no kumelītes līdz cilvēkam). Koda universālums liecina par dzīvības vienotību uz zemes.

6. Nomešanās ceļos- mRNS kodonu izkārtojuma sakritība ar aminoskābju secību sintezētajā polipeptīdu ķēdē.

Kodons ir nukleotīdu triplets, kas kodē 1 aminoskābi.

7. Bezjēdzīgi Tas nekodē nevienu aminoskābi. Proteīna sintēze šajā vietā ir pārtraukta.

Pēdējos gados ir kļuvis skaidrs, ka mitohondrijās tiek pārkāpta ģenētiskā koda universālums, četri kodoni mitohondrijās ir mainījuši savu nozīmi, piemēram, kodons UGA - atbildes uz triptofānu "STOP" vietā - proteīnu sintēzes pārtraukšana. . AUA - atbilst metionīnam - "izoleicīna" vietā.

Jaunu kodonu atklāšana mitohondrijās var kalpot kā pierādījums tam, ka kods ir attīstījies un ka tas par tādu nekļuva uzreiz.

Ļaujiet iedzimto informāciju no gēna līdz proteīna molekulai izteikt shematiski.

DNS – RNS – proteīns

Šūnu ķīmiskā sastāva izpēte parādīja, ka viena un tā paša organisma dažādi audi satur atšķirīgu olbaltumvielu molekulu komplektu, lai gan tiem ir vienāds hromosomu skaits un viena un tā pati ģenētiskā iedzimtība.

Mēs atzīmējam šādu apstākli: neskatoties uz to, ka katrā šūnā ir visi visa organisma gēni, vienā šūnā darbojas ļoti maz gēnu - no desmitdaļām līdz vairākiem procentiem no kopējā skaita. Pārējās zonas ir "klusas", tās bloķē īpaši proteīni. Tas ir saprotams, kāpēc, piemēram, hemoglobīna gēni darbojas nervu šūnā? Tāpat kā šūna nosaka, kuri gēni ir jāklusē un kuri darbojas, ir jāpieņem, ka šūnai ir kaut kāds ideāls mehānisms, kas regulē gēnu darbību, kas nosaka, kuriem gēniem konkrētajā brīdī jābūt aktīviem un kuriem jādarbojas. neaktīvā (represīvā) stāvoklī. Šāds mehānisms, pēc franču zinātnieku F. Jakobo un J. Monoda domām, tika saukts par indukciju un represijām.

Indukcija- proteīnu sintēzes stimulēšana.

Represijas- proteīnu sintēzes kavēšana.

Indukcija nodrošina to gēnu darbu, kas sintezē proteīnu vai enzīmu un kas ir nepieciešami šajā šūnas dzīves posmā.

Dzīvniekiem šūnu membrānas hormoniem ir svarīga loma gēnu regulēšanas procesā; augos, vides apstākļos un citos augsti specializētos induktoros.

Piemērs: ja barotnei pievieno vairogdziedzera hormonu, kurkuļi ātri pārvēršas par vardēm.

Piena cukurs (laktoze) ir nepieciešams E (Coli) baktērijas normālai darbībai. Ja vide, kurā atrodas baktērijas, nesatur laktozi, šie gēni atrodas represīvā stāvoklī (t.i., nefunkcionē). Barotnē ievadītā laktoze ir induktors, ieskaitot gēnus, kas ir atbildīgi par enzīmu sintēzi. Pēc laktozes izņemšanas no barotnes šo enzīmu sintēze apstājas. Tādējādi represora lomu var pildīt viela, kas sintezējas šūnā, un, ja tās saturs pārsniedz normu vai tā ir izlietota.

Olbaltumvielu vai enzīmu sintēzē ir iesaistīti dažāda veida gēni.

Visi gēni atrodas DNS molekulā.

Viņu funkcijas nav vienādas:

- strukturāls - gēni, kas ietekmē fermenta vai proteīna sintēzi, atrodas DNS molekulā secīgi viens pēc otra to ietekmes secībā uz sintēzes reakcijas gaitu, vai var teikt arī strukturālie gēni - tie ir gēni, kas nes informāciju par aminoskābju secība.

- akceptētājs- gēni nenes iedzimtu informāciju par proteīna uzbūvi, tie regulē strukturālo gēnu darbu.

Pirms strukturālo gēnu grupa tiem ir kopīgs gēns - operators, un viņa priekšā veicinātājs. Kopumā šo funkcionālo grupu sauc spalvains.

Visa viena operona gēnu grupa tiek iekļauta sintēzes procesā un vienlaikus tiek izslēgta no tā. Strukturālo gēnu ieslēgšana un izslēgšana ir visa regulēšanas procesa būtība.

Ieslēgšanas un izslēgšanas funkciju veic īpaša DNS molekulas sadaļa - gēnu operators. Gēnu operators ir sākumpunkts proteīnu sintēzei jeb, kā saka, ģenētiskās informācijas "lasīšanai". tālāk tajā pašā molekulā kādā attālumā atrodas gēns - regulators, kura kontrolē tiek ražots proteīns, ko sauc par represoru.

No visa iepriekš minētā var redzēt, ka olbaltumvielu sintēze ir ļoti sarežģīta. Šūnu ģenētiskā sistēma, izmantojot represijas un indukcijas mehānismus, var saņemt signālus par nepieciešamību uzsākt un beigt konkrēta enzīma sintēzi un veikt šo procesu noteiktā ātrumā.

Gēnu darbības regulēšanas problēmai augstākajos organismos ir liela praktiska nozīme lopkopībā un medicīnā. Olbaltumvielu sintēzi regulējošo faktoru noteikšana pavērtu plašas iespējas kontrolēt ontoģenēzi, veidojot augsti produktīvus dzīvniekus, kā arī dzīvniekus, kas ir rezistenti pret iedzimtām slimībām.

Testa jautājumi:

1. Nosauc gēnu īpašības.

2. Kas ir gēns?

3. Kāda ir DNS, RNS bioloģiskā nozīme.

4. Nosauc proteīnu sintēzes posmus

5. Uzskaitiet ģenētiskā koda īpašības.

Dzīve ir olbaltumvielu molekulu pastāvēšanas process. Tā to pauž daudzi zinātnieki, kuri ir pārliecināti, ka olbaltumvielas ir visa dzīvā pamats. Šie spriedumi ir pilnīgi pareizi, jo šīm vielām šūnā ir vislielākais pamatfunkciju skaits. Visi pārējie organiskie savienojumi spēlē enerģijas substrātu lomu, un enerģija atkal ir nepieciešama olbaltumvielu molekulu sintēzei.

Olbaltumvielu biosintēzes stadijas raksturojums

Proteīna struktūra ir kodēta nukleīnā vai RNS) kodonu veidā. Šī ir iedzimta informācija, kas tiek reproducēta katru reizi, kad šūnai ir nepieciešama jauna proteīna viela. Biosintēzes sākums ir kodolā par nepieciešamību sintezēt jaunu proteīnu ar jau dotām īpašībām.

Atbildot uz to, nukleīnskābes reģions tiek despiralizēts, kur tiek kodēta tā struktūra. Šī vieta tiek dublēta ar ziņojuma RNS palīdzību un pārnesta uz ribosomām. Viņi ir atbildīgi par polipeptīdu ķēdes veidošanu, kuras pamatā ir matrica - messenger RNS. Īsumā visi biosintēzes posmi ir parādīti šādi:

• transkripcija (DNS gabala dubultošanās stadija ar kodētu proteīna struktūru);
• apstrāde (informācijas RNS veidošanās posms);
• translācija (olbaltumvielu sintēze šūnā, kuras pamatā ir Messenger RNS);
• pēctranslācijas modifikācija (polipeptīda "nobriešana", tā masveida struktūras veidošanās).

Nukleīnskābju transkripcija

Visu olbaltumvielu sintēzi šūnā veic ribosomas, un informācija par molekulām ir ietverta nukleīnā vai DNS). Tas atrodas gēnos: katrs gēns ir īpašs proteīns. Gēni satur informāciju par jauna proteīna aminoskābju secību. DNS gadījumā ģenētiskā koda noņemšana tiek veikta šādi:

• sākas nukleīnskābes vietas atbrīvošanās no histoniem, notiek despiralizācija;
• DNS polimerāze dubulto DNS daļu, kurā glabājas proteīna gēns;
• dubultotā sadaļa ir ziņojuma RNS prekursors, ko fermenti apstrādā, lai noņemtu nekodējošus ieliktņus (uz tā pamata tiek sintezēts mRNS).

Pamatojoties uz ziņojuma RNS, tiek sintezēta mRNS. Tā jau ir matrica, pēc kuras proteīnu sintēze šūnā notiek uz ribosomām (rupjā endoplazmatiskajā retikulā).

Ribosomu proteīnu sintēze

Messenger RNS ir divi gali, kas ir sakārtoti kā 3`-5`. Olbaltumvielu nolasīšana un sintēze uz ribosomām sākas 5' galā un turpinās līdz intronam, reģionam, kas nekodē nevienu no aminoskābēm. Tas notiek šādi:

• Messenger RNS ir "savērta" uz ribosomas, piesaista pirmo aminoskābi;
• ribosoma nobīdās gar kurjeru RNS par vienu kodonu;
• pārneses RNS nodrošina vēlamo (ko kodē dotais mRNS kodons) alfa-aminoskābi;
• aminoskābe pievienojas sākuma aminoskābei, veidojot dipeptīdu;
• tad mRNS atkal tiek nobīdīts par vienu kodonu, tiek izcelta alfa aminoskābe un pievienota augošajai peptīdu ķēdei.

Kad ribosoma sasniedz intronu (nekodējošu ieliktni), ziņnesis RNS vienkārši virzās tālāk. Tad, kurjer-RNS virzoties uz priekšu, ribosoma atkal sasniedz eksonu - vietu, kuras nukleotīdu secība atbilst noteiktai aminoskābei.

No šī brīža atkal sākas olbaltumvielu monomēru pievienošana ķēdei. Process turpinās, līdz parādās nākamais introns vai līdz stopkodonam. Pēdējais aptur polipeptīdu ķēdes sintēzi, pēc tam to uzskata par pabeigtu un sākas molekulas postsintētiskās (pēctranslācijas) modifikācijas posms.

Pēctulkošanas modifikācija

Pēc translācijas proteīnu sintēze notiek gludās cisternās.Pēdējais satur nelielu skaitu ribosomu. Dažās šūnās tie var pilnībā nebūt RES. Šādi apgabali ir nepieciešami, lai vispirms izveidotu sekundāro, pēc tam terciāro vai, ja tas ir ieprogrammēts, ceturkšņa struktūru.

Visa olbaltumvielu sintēze šūnā notiek, iztērējot milzīgu ATP enerģijas daudzumu. Tāpēc proteīnu biosintēzes uzturēšanai ir nepieciešami visi citi bioloģiskie procesi. Turklāt daļa enerģijas ir nepieciešama proteīnu pārnešanai šūnā ar aktīvo transportu.

Daudzas olbaltumvielas tiek pārvietotas no vienas šūnas vietas uz citu modificēšanai. Jo īpaši pēctranslācijas proteīnu sintēze notiek Golgi kompleksā, kur noteiktas struktūras polipeptīdam ir pievienots ogļhidrātu vai lipīdu domēns.