Тепер зупинимося докладніше на механізмі роботи рибосоми
Автотрофні та гетеротрофні клітини. Фотосинтез, хемосинтез, біосинтез білків
Тепер зупинимося на механізмі роботи рибосоми. Рибосома під час свого руху по і-РНК у кожний момент знаходиться в контакті з невеликою ділянкою її молекули. Можливо, що розмір цієї ділянки становить лише один триплет нуклеотидів. Рибосома пересувається по-РНК не плавно, а переривчасто, «кроками» - триплет за триплетом. На деякій відстані від місця контакту рибосоми з і-РНК знаходиться пункт «складання» білка: тут міститься і працює фермент білок-синтетазу, що створює поліпептидний ланцюг, тобто утворює пептидні зв'язки між амінокислотами.
Сам механізм «складання» білкової молекули в рибосомах здійснюється в такий спосіб. У кожну рибосому, що до складу полісоми, тобто. що рухається по-РНК, з навколишнього середовища безперервним потоком йдуть молекули т-РНК з «навішаними» на них амінокислотами. Вони проходять, зачіпаючи своїм кодовим кінцем місце контакту рибосоми з і-РНК, торкаються триплету нуклеотидів і-РНК, який в даний момент знаходиться в рибосомі. Протилежний кінець т-РНК (який несе амінокислоту) виявляється при цьому поблизу пункту «складання» білка. Однак тільки в тому випадку, якщо кодовий триплет т-РНК виявиться комплементарним до триплету і-РНК (який перебуває в рибосомі), амінокислота, доставлена т-РНК, потрапить до складу молекули білка і відокремиться від т-РНК. Негайно рибосома робить «крок» вперед по-РНК на один триплет, а вільна т-РНК викидається з рибосоми в навколишнє середовище. Тут вона захоплює нову молекулу амінокислоти і несе її в будь-яку з працюючих рибосом. Так поступово, триплет за триплетом, рухається по-РНК рибосома і росте ланка за ланкою - поліпептидна ланцюг. Так працює рибосома - цейдивовижний органоїд клітини, який повним правом називають «молекулярним автоматом» синтезу білка.
Ми вже згадували про синтез білка, нещодавно здійснений хіміками у лабораторних умовах. Цей штучний синтез зажадав величезних зусиль, багато часу та коштів. А в живій клітині синтез однієї молекули білка завершується 3—4 секунди. Ось приклад, наскільки досконаліше працює синтетичний апарат живої клітки.
Роль ферментів у біосинтезі білка
Не слід забувати, що жоден крок у процесі синтезу білка не йде без участі ферментів. Усі реакції білкового синтезу каталізуються спеціальними ферментами. Синтез інформаційної РНК веде фермент, який «повзе» вздовж молекули ДНК від початку гена до кінця і залишає позаду готову молекулу інформаційної РНК. Ген у цьому процесі дає лише програму для синтезу, а сам процес здійснює фермент. Без участі ферментів немає і сполуки амінокислот з транспортної РНК.
Існують спеціальні ферменти, що забезпечують захоплення та з'єднання амінокислот з їх транспортними РНК. Нарешті, в рибосомі в процесі збирання білка працює фермент, що зчеплює амінокислоти між собою.
Енергетика біосинтезу білка
Ще однією важливою стороною біосинтезу білка є його енергетика. Ми вже згадували, що будь-який синтетичний процес є ендотермічною реакцією і, отже, потребує витрати енергії. Біосинтез білка є ланцюгом синтетичних реакцій: 1) синтез і-РНК, 2) з'єднання амінокислот з т-РНК і 3) «складання» білка. Усі ці реакції потребують енергетичних витрат. Енергія синтезу білка доставляється реакцією розщеплення АТФ. Кожна ланка біосинтезу завжди пов'язана з розпадом 2 АТФ.
1. Азімов А. Коротка історія біології.М., 1997.
2. Кемп П., Армс К. Введення у біологію. М.,2000.
3. Лібберт Еге. Загальна біологія. М., 1978 Льоцці М. Історія фізики. М.,2001.
4. Найдиш В.М. Концепція сучасного природознавства. Навчальний посібник. М., 1999.
5. Небіл Б. Наука про довкілля. Як улаштований світ. М.,1993.