Извършва се биосинтеза на протеини. Основно място на биосинтеза на протеини

Генетичната информация за структурата на протеина се съхранява като последователност от ДНК триплети. В този случай само една от ДНК веригите служи като шаблон за транскрипция.

Биосинтезата на протеин в клетките е последователност от реакции от матричен тип, по време на които последователното прехвърляне на наследствена информация от един тип молекула към друг води до образуването на полипептиди с генетично определена структура.

Биосинтезата на протеина е началният етап на реализация или изразяване на генетична информация. Основните матрични процеси, които осигуряват биосинтеза на протеини, са ДНК транскрипция и транслация на иРНК. ТранскрипцияДНК се състои в пренаписване на информация от ДНК към иРНК (информационна или информационна РНК). ИзлъчванеиРНК е трансфер на информация от иРНК към полипептид.

Копирането на тРНК започва с прикрепването на РНК полимераза към участък от ДНК, наречен промотор. Въпреки това, като се има предвид информацията за възможността за алтернативно сплайсинг, може да има случаи, когато гени, дори и тези, разположени наблизо, ще бъдат транскрибирани от различни вериги. Така и двете вериги на ДНК могат да се използват за транскрипция. По време на транскрипцията на комплементарни ДНК вериги се използват различни РНК полимерази, като посоката на движението им по веригата се определя от последователността на промотора.

Тъй като ДНК веригите са обърнати една спрямо друга и синтезът на иРНК, точно както синтезът на ДНК, върви само в посока от 5ꞌ към края 3ꞌ, транскрипциите върху ДНК също вървят в противоположни посоки.

Нарича се верига от ДНК, която съдържа същите последователности като иРНК кодиранеи веригата, която осигурява синтеза на иРНК (въз основа на комплементарно сдвояване) - антикодиране. Антикодиращата верига също се нарича транскрибирано.

Освен иРНК, в клетката се образуват и други продукти на ДНК транскрипция. Те включват rRNA и tRNA молекули, които също участват в синтеза на полипептиди. Всички тези РНК се наричат ​​ядрени.

Ако вземем предвид процента на тези три вида РНК в клетката, тогава делът на зрялата иРНК представлява около 5% от общото съдържание на РНК, делът на тРНК е около 10%, а повечето от до 85% е рРНК. .

Всички РНК се транскрибират от ДНК от рибонуклеотидни трифосфати с освобождаване на пирофосфат с участието на РНК полимерази. Прокариотите имат само един вид РНК полимераза, която осигурява синтеза на иРНК, рРНК и тРНК.

Има три вида РНК полимерази (I, II, III) в еукариотните клетки. Всяка от тези РНК полимерази се прикрепя към промотор върху ДНК и осигурява транскрипция за различна ДНК последователност. РНК полимераза I синтезира големи рРНК (основни РНК молекули на големи и малки субединици от рибозоми). РНК полимераза II синтезира цялата иРНК и част от малки рРНК, РНК полимераза III синтезира тРНК и РНК 5s субединици на рибозомите.

За свързването на РНК полимеразите към промотора са необходими специални протеини, които действат като фактори за иницииране на транскрипция (TF I, TF II, TF III за съответните полимерази).

Като се имат предвид тези позиции, основните етапи на биосинтеза на протеини са както следва:

Етап 1. ДНК транскрипция. Върху транскрибираната ДНК верига се завършва комплементарна иРНК верига с помощта на ДНК-зависима РНК полимераза. Молекулата на иРНК е точно копие на нетранскрибираната ДНК верига, с тази разлика, че вместо дезоксирибонуклеотиди съдържа рибонуклеотиди, които включват урацил вместо тимин.

Етап 2. обработка на иРНК (узряване). Синтезираната тРНК молекула (първичен транскрипт) претърпява допълнителни трансформации. В повечето случаи оригиналната молекула на иРНК се нарязва на отделни фрагменти. Някои фрагменти - интрони - се разцепват до нуклеотиди, докато други - екзони - се сливат в зряла иРНК. Всички етапи на обработката на иРНК протичат в RNP частици (рибонуклеопротеинови комплекси).

Тъй като се синтезира про-тРНК, тя веднага образува комплекси с ядрени протеини – информофери и образува ядрени и цитоплазмени комплекси (иРНК плюс информофери) – информозоми. По този начин иРНК не е свободна от протеини. ИРНК е защитена от нуклеази през цялото си пътуване до завършване на транслацията. Освен това протеините му придават необходимата конформация.

Етап 3. транслация на иРНК. Молекулата на иРНК, получена по време на транскрипцията, служи като матрица за полипептиден синтез върху рибозоми. тРНК триплети, които кодират определена аминокиселина, се наричат кодони. Транслацията се извършва от tRNA молекули. Всяка tRNA молекула съдържа антикодон- триплет за разпознаване, в който нуклеотидната последователност е комплементарна на специфичен кодон на иРНК. Всяка tRNA молекула е способна да носи строго определена аминокиселина.

Молекулата tRNA в обща конформация наподобява листо на детелина върху дръжка. "Върхът на листа" носи антикодона. Има 61 вида tRNA с различни антикодони. Към „листната дръжка“ е прикрепена аминокиселина (има 20 аминокиселини, участващи в синтеза на полипептида върху рибозомите). Всяка tRNA молекула с определен антикодон съответства на строго определена аминокиселина. В същото време определена аминокиселина обикновено съответства на няколко вида tRNA с различни антикодони. Аминокиселината ковалентно се свързва с тРНК с помощта на ензими – аминоацил-тРНК синтетази. Тази реакция се нарича тРНК аминоацилиране. Комбинацията от тРНК с аминокиселина се нарича аминоацил-тРНК.

Транслацията (както всички матрични процеси) включва три етапа: иницииране (начало), удължаване (продължение) и прекратяване (край).

Посвещение.Същността на инициирането е образуването на пептидна връзка между първите две аминокиселини на полипептида.

Първоначално се образува иницииращ комплекс, който включва: малка субединица на рибозомата, специфични протеини (инициационни фактори) и специална инициираща метионинова tRNA с аминокиселината метионин – Met-tRNAMet. Инициационният комплекс разпознава началото на иРНК, прикрепя се към нея и се плъзга до точката на иницииране (начало) на биосинтеза на протеин: в повечето случаи това е стартов кодон АВГ. Между стартовия кодон на иРНК и антикодона на метиониновата тРНК се получава кодон-зависимо свързване с образуването на водородни връзки. След това се прикрепя голямата субединица на рибозомата.

Когато субединиците се комбинират, се образува пълна рибозома, която носи два активни центъра (места): А-място (аминоацил, който служи за свързване на аминоацил-тРНК) и Р-место (пептидил трансфераза, който служи за образуване на пептидна връзка между аминокиселини). Първоначално Met-tRNAMet се намира в A-сайта, но след това се премества в P-сайта. Освободеният А сайт получава аминоацил-тРНК с антикодон, който е комплементарен на тРНК кодона след AUG кодона. Например, това е Gly-tRNAGly с антикодона CCG, който е комплементарен на GHC кодона. В резултат на кодон-зависимо свързване се образуват водородни връзки между тРНК кодона и аминоацил-тРНК антикодона. По този начин две аминокиселини са съседни на рибозомата, между които се образува пептидна връзка. Ковалентната връзка между първата аминокиселина (метионин) и нейната tRNA е нарушена.

След образуването на пептидна връзка между първите две аминокиселини, рибозомата се измества с един триплет. В резултат на това транслокацията (движението) на иницииращия метионин tRNAMet се случва извън рибозомата. Водородната връзка между стартовия кодон и антикодона на инициаторната tRNA е разкъсана. В резултат на това свободната tRNAMet се отцепва и отива в търсене на своята аминокиселина.

В същото време втората tRNA, заедно с аминокиселината (Gly-tRNAGly), в резултат на транслокация, се озовава в P-мястото и A-мястото се освобождава.

Удължаване.Същността на удължаването е добавянето на последващи аминокиселини, тоест удължаването на полипептидната верига. Работният цикъл на рибозомата по време на удължаване се състои от три стъпки: кодон-зависимо свързване на иРНК и аминоацил-тРНК на мястото А, образуване на пептидна връзка между аминокиселината и растящата полипептидна верига и транслокация с освобождаването на Сайт.

Освободеното A-место получава аминоацил-tRNA с антикодон, съответстващ на следващия кодон на иРНК (например, това е Tir-tRNKTir с AUA антикодон, който е комплементарен на UAU кодона).

На рибозомата две аминокиселини са една до друга, между които се образува пептидна връзка. Връзката между предишната аминокиселина и нейната tRNA (в нашия пример между глицин и tRNAGly) е нарушена.

След това рибозомата премества още един триплет и в резултат на транслокацията тРНК, която е била в Р-места (в нашия пример, tRNAgli) е извън рибозомата и се отцепва от иРНК. Сайтът А се освобождава и цикълът на рибозомата започва отначало.

Прекратяване на договора.Състои се в завършване на синтеза на полипептидната верига.
В крайна сметка рибозомата достига до тРНК кодон, който нито една тРНК (и нито една аминокиселина) не съвпада. Има три такива онсен кодон: UAA ("охра"), UAG ("кехлибар"), UGA ("опал").При тези кодони на иРНК работният цикъл на рибозомата се прекъсва и растежът на полипептида спира. Рибозомата, под влиянието на определени протеини, отново се разделя на субединици.

Енергия на биосинтеза на протеини.Биосинтезата на протеин е процес, който изисква много енергия. По време на аминоацилирането на тРНК се изразходва енергията на една връзка на АТФ молекулата, при кодон-зависимо свързване на аминоацил-тРНК се изразходва енергията на една връзка на GTP молекулата, когато рибозомата премести един триплет, енергията на една връзката на друга GTP молекула се консумира. В резултат на това около 90 kJ / mol се изразходват за свързване на аминокиселина към полипептидна верига. Хидролизата на пептидната връзка освобождава само 2 kJ/mol. Така по време на биосинтеза по-голямата част от енергията се губи безвъзвратно (разсейва се под формата на топлина).

Най-важните функции на организма – метаболизъм, растеж, развитие, предаване на наследственост, движение и др. – се осъществяват в резултат на множество химични реакции с участието на протеини, нуклеинови киселини и други биологично активни вещества. В същото време в клетките непрекъснато се синтезират различни съединения: строителни протеини, ензимни протеини, хормони. В хода на обмена тези вещества се износват и се разрушават, а на тяхно място се образуват нови. Тъй като протеините създават материалната основа на живота и ускоряват всички метаболитни реакции, жизнената активност на клетката и на организма като цяло се определя от способността на клетките да синтезират специфични протеини. Тяхната първична структура е предопределена от генетичния код в молекулата на ДНК.

Протеиновите молекули се състоят от десетки и стотици аминокиселини (по-точно от аминокиселинни остатъци). Например, има около 600 от тях в една молекула на хемоглобина и те са разпределени в четири полипептидни вериги; в рибонуклеазната молекула има 124 такива аминокиселини и т.н.

Молекулите играят основна роля при определянето на първичната структура на протеина ДНК.Различните му участъци кодират синтеза на различни протеини, следователно една молекула ДНК участва в синтеза на много отделни протеини. Свойствата на протеините зависят от последователността на аминокиселините в полипептидната верига. От своя страна редуването на аминокиселините се определя от последователността на нуклеотидите в ДНК и всяка аминокиселина съответства на определен триплет. Експериментално е доказано, че например ДНК регион с AAC триплет съответства на аминокиселината левцин, ACC триплет на триптофан, ACA триплет на цистеин и т.н. Чрез разделяне на ДНК молекулата на триплети може да си представим кои аминокиселини и в каква последователност ще бъдат разположени в протеиновата молекула. Наборът от триплети съставлява материалната основа на гените и всеки ген съдържа информация за структурата на специфичен протеин (генът е основната биологична единица на наследствеността; в химично отношение генът е ДНК сегмент, който включва няколкостотин бази двойки).

генетичен код -исторически установената организация на ДНК и РНК молекули, при която последователността на нуклеотидите в тях носи информация за последователността на аминокиселините в протеиновите молекули. Свойства на кода:триплет (кодон), неприпокриване (кодоните следват един друг), специфичност (един кодон може да определи само една аминокиселина в полипептидната верига), универсалност (при всички живи организми един и същ кодон определя включването на една и съща аминокиселина в полипептида), излишък (за повечето аминокиселини има няколко кодона). Триплети, които не носят информация за аминокиселини, са стоп триплети, което показва началото на синтеза i-RNA.(В. Б. Захаров. Биология. Справочни материали. М., 1997)

Тъй като ДНК се намира в клетъчното ядро, а синтезът на протеин се извършва в цитоплазмата, има посредник, който предава информация от ДНК към рибозомите. Като такъв посредник служи и РНК, на която се пренаписва нуклеотидната последователност, в точно съответствие с тази върху ДНК - по принципа на комплементарността. Този процес е наречен транскрипциии протича като реакция на матричен синтез. Той е характерен само за живите структури и стои в основата на най-важното свойство на живите същества – самовъзпроизводството. Биосинтезата на протеина се предшества от матричен синтез на иРНК върху ДНК вериги. Получената иРНК излиза от клетъчното ядро ​​в цитоплазмата, където рибозомите са нанизани върху нея и аминокиселините се доставят тук с помощта на TRJK.

Протеиновият синтез е сложен многоетапен процес, включващ ДНК, иРНК, тРНК, рибозоми, АТФ и различни ензими. Първо, аминокиселините в цитоплазмата се активират от ензими и се прикрепват към tRNA (към мястото, където се намира CCA нуклеотидът). Следващата стъпка е комбинацията от аминокиселини в реда, в който редуването на нуклеотидите от ДНК се прехвърля към иРНК. Този етап се нарича излъчване.Върху веригата на иРНК не е поставена една рибозома, а група от тях - такъв комплекс се нарича полизома (N.E. Kovalev, L.D. Shevchuk, O.I. Shchurenko. Биология за подготвителни отделения на медицински институти).

Схема Биосинтеза на протеини

Протеиновият синтез се състои от два етапа - транскрипция и транслация.

I. Транскрипция (пренаписване) - биосинтеза на РНК молекули, осъществявана в хромозоми върху ДНК молекули по принципа на матричен синтез. С помощта на ензими всички видове РНК (тРНК, рРНК, тРНК) се синтезират в съответните участъци от ДНК молекулата (гени). Синтезират се 20 разновидности на tRNA, тъй като 20 аминокиселини участват в биосинтезата на протеина. След това иРНК и тРНК излизат в цитоплазмата, рРНК се интегрира в рибозомни субединици, които също излизат в цитоплазмата.

II. Транслация (предаване) - синтезът на полипептидни вериги на протеини, се извършва в рибозомите. То е придружено от следните събития:

1. Образуване на функционалния център на рибозомата – FCR, състоящ се от иРНК и две субединици рибозоми. В PCR винаги има два триплета (шест нуклеотида) иРНК, които образуват два активни центъра: А (аминокиселина) – центърът за разпознаване на аминокиселини и Р (пептид) – центърът за прикрепване на аминокиселината към пептидната верига.

2. Транспортиране на аминокиселини, прикрепени към tRNA от цитоплазмата до PCR. В активния център А тРНК антикодонът се чете с тРНК кодона; в случай на комплементарност възниква връзка, която служи като сигнал за напредване (скачане) по тРНК на рибозомата от един триплет. В резултат на това комплексът "кодон на рРНК и тРНК с аминокиселина" се премества към активния център на Р, където аминокиселината е прикрепена към пептидната верига (протеиновата молекула). След това тРНК напуска рибозомата.

3. Пептидната верига се удължава, докато транслацията приключи и рибозомата скочи от иРНК. Няколко рибозоми (полизоми) могат да се поберат на една иРНК едновременно. Полипептидната верига се потапя в канала на ендоплазмения ретикулум и там придобива вторична, третична или кватернерна структура. Скоростта на сглобяване на една протеинова молекула, състояща се от 200-300 аминокиселини, е 1-2 минути. Формула за биосинтеза на протеини: ДНК (транскрипция) --> РНК (транслация) --> протеин.

След завършване на един цикъл, полизомите могат да участват в синтеза на нови протеинови молекули.

Белтъчната молекула, отделена от рибозомата, има формата на нишка, която е биологично неактивна. Той става биологично функционален, след като молекулата придобие вторична, третична и кватернерна структура, т.е. определена пространствено специфична конфигурация. Вторичните и последващите структури на протеиновата молекула са предварително определени в информацията, заложена в редуването на аминокиселини, т.е. в първичната структура на протеина. С други думи, програмата за образуване на глобула, нейната уникална конфигурация, се определя от първичната структура на молекулата, която от своя страна се изгражда под контрола на съответния ген.

Скоростта на протеиновия синтез се определя от много фактори: температурата на околната среда, концентрацията на водородните йони, количеството на крайния продукт на синтеза, наличието на свободни аминокиселини, магнезиеви йони, състоянието на рибозомите и др.

Всяка област на науката има своя „синя птица“; кибернетиците мечтаят за "мислещи" машини, физиците - за контролирани термоядрени реакции, химиците - за синтеза на "жива материя" - протеин. Синтезът на протеини отдавна е обект на научнофантастични романи, символ на идващата сила на химията. Това се обяснява както с огромната роля, която протеинът играе в живия свят, така и с трудностите, пред които неизбежно се сблъсква всеки смелчак, дръзнал да „композира“ сложна протеинова мозайка от отделни аминокиселини. И дори не самия протеин, а само пептиди.

Разликата между протеини и пептиди не е само терминологична, въпреки че молекулярните вериги и на двата са съставени от аминокиселинни остатъци. На някакъв етап количеството се превръща в качество: пептидната верига – първичната структура – ​​придобива способността да се навива в спирали и топчета, образувайки вторични и третични структури, характерни вече за живата материя. И тогава пептидът се превръща в протеин. Тук няма ясна граница - невъзможно е да се постави демаркационна маркировка върху полимерната верига: досега - пептид, оттук - протеин. Но е известно, например, че адранокортикотропният хормон, състоящ се от 39 аминокиселинни остатъка, е полипептид, а хормонът инсулин, състоящ се от 51 остатъка под формата на две вериги, вече е протеин. Най-простият, но все пак протеин.

Методът за комбиниране на аминокиселини в пептиди е открит в началото на миналия век от немския химик Емил Фишер. Но дълго време след това химиците не можеха сериозно да мислят не само за синтеза на протеини или 39-мерни пептиди, но дори и за много по-къси вериги.

Процес на протеинов синтез

За да се свържат две аминокиселини заедно, трябва да се преодолеят много трудности. Всяка аминокиселина, подобно на двуликия Янус, има две химически лица: група на карбоксилна киселина в единия край и аминна основна група в другия. Ако ОН групата се отнеме от карбоксилната група на една аминокиселина, а атомът се отнеме от аминогрупата на другата, тогава двата аминокиселинни остатъка, образувани в този случай, могат да бъдат свързани един с друг чрез пептидна връзка, и в резултат на това ще възникне най-простият от пептидите, дипептидът. И една водна молекула ще се отцепи. Чрез повтаряне на тази операция може да се увеличи дължината на пептида.

Тази привидно проста операция обаче е практически трудна за изпълнение: аминокиселините са много неохотни да се комбинират една с друга. Трябва да ги активираме химически и да „загреем“ един от краищата на веригата (най-често карбоксил) и да проведем реакцията, стриктно спазвайки необходимите условия. Но това не е всичко: втората трудност е, че не само остатъци от различни аминокиселини, но и две молекули от една и съща киселина могат да се комбинират една с друга. В този случай структурата на синтезирания пептид вече ще се различава от желаната. Освен това всяка аминокиселина може да има не две, а няколко "ахилесови пети" - странични химически активни групи, способни да прикрепят аминокиселинни остатъци.

За да се предотврати отклоняването на реакцията от дадения път, е необходимо тези фалшиви цели да се маскират - да се „запечатат“ всички реактивни групи на аминокиселината, с изключение на една, за продължителността на реакцията, като се прикрепят т.н. -наречени защитни групи към тях. Ако това не се направи, тогава целта ще расте не само от двата края, но и отстрани и аминокиселините вече не могат да се комбинират в дадена последователност. Но точно това е смисълът на всеки насочен синтез.

Но, като се отърват от една неприятност по този начин, химиците са изправени пред друга: след края на синтеза защитните групи трябва да бъдат премахнати. По времето на Фишер групите, които са били отцепени чрез хидролиза, са били използвани като „защита“. Реакцията на хидролиза обаче обикновено се оказва твърде силен „шок” за получения пептид: неговата трудна за изграждане „конструкция” се разпада веднага щом „скелетът” – защитните групи – се отстранява от него. Едва през 1932 г. ученикът на Фишер М. Бергман намира изход от тази ситуация: той предлага защита на аминогрупата на аминокиселина с карбобензокси група, която може да бъде отстранена, без да се увреди пептидната верига.

Синтез на протеин от аминокиселини

През годините бяха предложени редица т. нар. меки методи за "омрежване" на аминокиселини една с друга. Всички те обаче всъщност бяха само вариации по темата на метода на Фишър. Вариации, в които понякога дори беше трудно да се улови оригиналната мелодия. Но самият принцип остана същият. Въпреки това трудностите, свързани със защитата на уязвимите групи, остават същите. Преодоляването на тези трудности трябваше да бъде платено с увеличаване на броя на реакционните етапи: един елементарен акт - комбинацията от две аминокиселини - беше разделен на четири етапа. И всеки допълнителен етап е неизбежна загуба.

Дори ако приемем, че всеки етап върви с полезен добив от 80% (а това е добър добив), то след четири етапа тези 80% се „стопяват” до 40%. И това е със синтеза само на дипептид! Ами ако има 8 аминокиселини? И ако 51, като при инсулин? Добавете към това трудностите, свързани със съществуването на две оптични „огледални“ форми на аминокиселинни молекули, от които само една е необходима в реакцията, добавете и проблемите с отделянето на получените пептиди от страничните продукти, особено в случаите, когато те са еднакво разтворими. Какво се случва общо: Път към никъде?

И въпреки това тези трудности не спряха химиците. Преследването на "синята птица" продължи. През 1954 г. са синтезирани първите биологично активни полипептидни хормони вазопресин и окситоцин. Те имаха осем аминокиселини. През 1963 г. е синтезиран 39-мерен ACTH полипептид, адренокортикотропен хормон. И накрая, химици в САЩ, Германия и Китай синтезират първия протеин – хормона инсулин.

Как така, ще каже читателят, трудният път, оказва се, не е довел до никъде и никъде, а до сбъдването на мечтата на много поколения химици! Това е важно събитие! Наистина това е знаково събитие. Но нека го оценим трезво, като се откажем от сензацията, удивителните знаци и прекалените емоции.

Никой не спори: синтезът на инсулин е огромна победа за химиците. Това е колосално, титанично произведение, достойно за всяко възхищение. Но в същото време егото по същество е таванът на старата полипептидна химия. Това е победа на прага на поражението.

Синтез на протеини и инсулин

Има 51 аминокиселини в инсулина. За да ги свържат в правилната последователност, химиците трябваше да извършат 223 реакции. Когато, три години след началото на първия от тях, последният беше завършен, добивът на продукта беше под една стотна от процента. Три години, 223 етапа, една стотна от процента - трябва да признаете, че победата е чисто символична. Много е трудно да се говори за практическото приложение на този метод: разходите, свързани с прилагането му, са твърде високи. Но в крайна сметка не говорим за синтеза на скъпоценни реликви от славата на органичната химия, а за освобождаването на жизненоважно лекарство, което е необходимо на хиляди хора по света. И така, класическият метод за синтез на полипептиди се изчерпа с първия, най-прост протеин. И така, "синята птица" отново се измъкна от ръцете на химиците?

Нов метод за протеинов синтез

Приблизително година и половина преди светът да научи за синтеза на инсулин, в пресата проблесна друго съобщение, което отначало не привлече особено внимание: американският учен Р. Мерифийлд предложи нов метод за синтез на пептиди. Тъй като самият автор в началото не даде правилна оценка на метода и в него имаше много недостатъци, той изглеждаше в първо приближение дори по-лош от съществуващите. Въпреки това, още в началото на 1964 г., когато Мерифийлд успя да използва своя метод, за да завърши синтеза на 9-членен хормон с полезен добив от 70%, учените бяха изумени: 70% след всички етапи е 9% полезен добив на всеки етап от синтез.

Основната идея на новия метод е, че нарастващите вериги от пептиди, които преди бяха оставени на милостта на хаотичното движение в разтвора, сега бяха привързани в единия си край към твърд носител - те бяха сякаш принудени да се закотви в разтвора. Мерифийлд взе твърда смола и „прикачи“ първата аминокиселина, събрана в пептид, към неговите активни групи от карбонилния край. Реакциите протичат вътре в отделни частици смола. В „лабиринтите“ на неговите молекули за първи път се появиха първите къси издънки на бъдещия пептид. След това втората аминокиселина беше въведена в съда, нейните карбонилни краища бяха свързани със свободните амино краища на „прикрепената“ аминокиселина и друг „под“ на бъдещата „сграда“ на пептида израства в частиците. И така, етап по етап, целият пептиден полимер постепенно се изгражда.

Новият метод имаше несъмнени предимства: на първо място, той реши проблема с отделянето на ненужните продукти след добавянето на всяка аминокиселина - тези продукти лесно се отмиват, а пептидът остава прикрепен към гранулите на смолата. В същото време проблемът с разтворимостта на растящите пептиди, един от основните бичове на стария метод, беше изключен; по-рано те често се утаяват, на практика преставайки да участват в процеса на растеж. Пептидите, „отстранени“ след завършване на синтеза от твърдата подложка, са получени почти всички с еднакъв размер и структура, във всеки случай разсейването в структурата е по-малко, отколкото при класическия метод. И съответно по-полезен изход. Благодарение на този метод синтезът на пептиди - трудоемък, отнемащ време синтез - се автоматизира лесно.

Мерифийлд построи проста машина, която сама, според дадена програма, извършваше всички необходими операции – доставяне на реактиви, смесване, източване, измиване, измерване на доза, добавяне на нова порция и т.н. Ако според стария метод добавянето на една аминокиселина отнема 2-3 дни, тогава Мерифийлд свързва 5 аминокиселини на ден на своята машина. Разликата е 15 пъти.

Какви са трудностите при протеиновия синтез

Методът на Мерифийлд, наречен твърда фаза или хетерогенен, беше незабавно възприет от химиците по целия свят. След кратко време обаче стана ясно, че новият метод, наред с основните предимства, има и редица сериозни недостатъци.

С нарастването на пептидните вериги може да се случи, че в някои от тях, да речем, липсва третият „етаж“ - третата поред аминокиселина: нейната молекула няма да стигне до кръстовището, засядайки някъде по пътя в структурната „див“ твърд полимер. И тогава, дори ако всички останали аминокиселини, като се започне от четвъртата, се подредят в правилния ред, това вече няма да спаси ситуацията. Полученият полипептид в състава си и следователно в неговите свойства няма да има нищо общо с полученото вещество. Същото се случва като при набиране на телефонен номер; струва си да пропуснете една цифра - и фактът, че сме въвели всички останали правилно, вече няма да ни помогне. Практически е невъзможно да се отделят такива фалшиви вериги от „истинските“ и лекарството се оказва запушено с примеси. Освен това се оказва, че синтезът не може да се извърши върху никаква смола - тя трябва да бъде внимателно подбрана, тъй като свойствата на растящия пептид зависят до известна степен от свойствата на смолата. Следователно към всички етапи на протеиновия синтез трябва да се подхожда възможно най-внимателно.

Синтез на ДНК протеин, видео

И накрая, предлагаме на вашето внимание образователно видео за това как протича синтеза на протеин в молекулите на ДНК.

Протеиновата биосинтеза е един от видовете пластичен обмен, по време на който наследствената информация, кодирана в ДНК гените, се реализира в определена последователност от аминокиселини в протеиновите молекули.

Етапи на биосинтеза на един вид протеин в клетка

■ Първо, иРНК се синтезира в определена област на една от веригите на молекулата на ДНК.

■ иРНК излиза през порите на ядрената мембрана в цитоплазмата и се прикрепя към малката субединица на рибозомите.

■ Инициаторната tRNA е прикрепена към същата субединица на рибозомата. Неговият антикодон взаимодейства с стартовия кодон на иРНК, AUG. След това от малки и големи частици се образува работеща рибозома.

■ Когато се включи нова аминокиселина, рибозомата се придвижва напред с три нуклеотида. Рибозомата се движи по протежение на иРНК, докато достигне един от трите си стоп кодона - UAA, UAG или UGA.

След това полипептидът напуска рибозомата и отива в цитоплазмата. На една молекула на иРНК има няколко рибозоми, които образуват полизома. Именно върху полизоми се осъществява едновременният синтез на няколко идентични полипептидни вериги.

■ Всяка стъпка от биосинтеза се катализира от подходящия ензим и се снабдява с енергията на АТФ.

■ Биосинтезата протича в клетките с огромна скорост. В тялото на висшите животни за една минута се образуват до 60 хиляди пептидни връзки.

Точността на протеиновия синтез се осигурява от следните механизми:

и Определен ензим осигурява свързването на строго определена аминокиселина към съответните молекули на трансферна РНК.

■ Трансферната РНК, която е прикрепила аминокиселина, се свързва със своя антикодон с кодона на информационната РНК на мястото на прикрепване на рибозомата. Едва след като молекулата tRNA разпознае своя "собствен" кодон, аминокиселината се включва в растящата полипептидна верига.

ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИ №9

Избройте всички етапи на биосинтеза на протеини. Как се определя началото и края на синтеза на иРНК?

2. Една ДНК триплет съдържа информация

а) за последователността на аминокиселините в протеина;

б) за един признак на организма;

в) около една аминокиселина, включена в протеиновата верига;

г) за началото на синтеза и РНК.

3. Къде се извършва процесът на транскрипция?

4. Какъв принцип осигурява точността на протеиновата биосинтеза?

ЕНЕРГИЙНИЯ МЕТАБОЛИЗЪМ В КЛЕТКАТА (ДИСИМИЛАЦИЯ)

Енергийният метаболизъм е съвкупност от химични реакции на постепенното разлагане на органични съединения, придружени от освобождаване на енергия, част от която се изразходва за синтеза на АТФ.

Процесите на разцепване на органични съединения в аеробните организми протичат на три етапа, всеки от които е придружен от няколко ензимни реакции. Участието на ензими намалява енергията на активиране на химичните реакции, поради което енергията се освобождава не веднага (както при запалване на кибрит), а постепенно.

Първият етап е подготвителен. В стомашно-чревния тракт на многоклетъчните организми се осъществява от храносмилателни ензими. В едноклетъчните организми - лизозомни ензими. На първия етап протеините се разграждат до аминокиселини, мазнините до глицерол и мастни киселини, полизахаридите до монозахариди, нуклеиновите киселини до нуклеотиди.

Този процес се нарича храносмилане.

Вторият етап е аноксичен (гликолиза). Среща се в цитоплазмата на клетките. Състои се от девет последователни реакции на превръщането на глюкозна молекула в две молекули пирогроздна киселина (PVA), 2ATP, H 2 0 и NADP * H:

C 6 H 12 0 6 + 2ADP + 2P + 2NAD + -> 2C 3 H 4 0 3 + 2ATP +

2Н 2 0+2NADP*Н (PVC)

ATP и NADP * H са съединения, в които е съхранена част от енергията, освободена по време на гликолизата.

Останалата енергия се разсейва като топлина.

В клетките на дрожди и растения (при липса на кислород) пирогроздната киселина се разлага на етилов алкохол и кислород. Този процес се нарича алкохолна ферментация.

В мускулите на животни с големи натоварвания и липса на кислород се образува млечна киселина, която се натрупва под формата на лактат.

Третият етап е кислород. Завършва с пълно окисление на глюкозата и междинните продукти до въглероден диоксид и вода. В този случай, когато една молекула глюкоза се разгради, се образуват 38 АТФ молекули. Този процес се нарича биологично окисление. Това стана възможно след натрупването на достатъчно количество молекулен кислород в атмосферата.

Клетъчното дишане се осъществява върху вътрешните мембрани на митохондриите, които са вградени молекули - носители на електрони. През този етап се освобождава по-голямата част от метаболитната енергия. Молекулите носители транспортират електрони до молекулярен кислород. Част от енергията се разсейва под формата на топлина, а част се изразходва за образуването на АТФ.

Общата реакция на обмен на енергия: C 6 H 12 0 6 + 60 2 -> 6C0 2 + 6H 2 0 + 38ATP.

ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИ M10

1. Същността на хетеротрофното хранене е

а) при синтеза на собствени органични съединения от неорганични;

б) при консумация на неорганични съединения;

в) в използването на органични съединения, получени от храната, за изграждане на собствено тяло;

г) в синтеза на АТФ.

2. Крайните продукти от окисляването на органичните вещества са

а) АТФ и вода;

б) кислород и въглероден диоксид;

в) вода, въглероден диоксид, амоняк;

г) АТФ и кислород.

3. Молекула на глюкозата в първия етап на разцепване

а) се окислява до въглероден диоксид и вода;

б) не се променя;

в) се превръща в АТФ молекула;

г) се разделя на две три-въглеродни молекули (PVC).

4. Кой е универсалният източник на енергия в клетката?

5. Какво представлява общото количество АТФ, получено по време на енергийния метаболизъм?

6. Разкажете ни за процесите на гликолиза.

7. Как се използва енергията, съхранявана в АТФ?

ВРЪЗКА НА ЕНЕРГИЯТА И ПЛАСТИМАТА

МЕТАБОЛИЗЪМ В ЖИВОТИНСКИ И РАСТИТЕЛНИ КЛЕТКИ

Метаболизмът (метаболизъм) е съвкупност от взаимосвързани процеси на синтез и разделяне, придружени от усвояване и освобождаване на енергия и трансформация на клетъчни химикали. Понякога се разделя на пластичен и енергиен обмен, които са взаимосвързани. Всички синтетични процеси изискват вещества и енергия, доставени от процесите на делене. Процесите на разцепване се катализират от ензими, синтезирани в хода на пластичния метаболизъм, използвайки продуктите и енергията на енергийния метаболизъм.

За отделни процеси, протичащи в организмите, се използват следните термини:

Асимилацията е синтез на полимери от мономери.

Дисимилацията е разграждането на полимерите до мономери.

Анаболизмът е синтез на по-сложни мономери от по-прости.

Катаболизмът е разграждането на по-сложни мономери до по-прости.

Живите същества използват светлина и химическа енергия. Автотрофите използват въглероден диоксид като източник на въглерод. Хетеротрофите използват органични източници на въглерод. Изключение правят някои протисти, например зелена еуглена, способна на автотрофни и хетеротрофни видове хранене.

Автотрофите синтезират органични съединения по време на фотосинтеза или хемосинтеза. Хетеротрофите получават органична материя заедно с храната.

При автотрофите доминират процесите на пластичен метаболизъм (асимилация) - фотосинтеза или хемосинтеза, при хетеротрофите - процесите на енергиен метаболизъм (дисимилация) - храносмилане + биологичен разпад, протичащ в клетките.

ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИ №11

1. Какво е общото между фотосинтезата и процеса на окисление на глюкозата?

а) и двата процеса протичат в митохондриите;

б) и двата процеса протичат в хлоропластите;

в) в резултат на тези процеси се образува кислород;

г) в резултат на тези процеси се образува АТФ.

2. Какви продукти на фотосинтезата участват в енергийния метаболизъм на бозайниците?

3. Каква е ролята на въглехидратите при образуването на аминокиселини, мастни киселини?

ЖИЗНЕН ЦИКЪЛ НА КЛЕТКАТА. ХРОМОЗОМИ

Жизненият цикъл на клетката е периодът на нейния живот от делене до делене.

Клетките се възпроизвеждат, като удвояват съдържанието си и след това се разделят наполовина.

Делението на клетките е в основата на растежа, развитието и регенерацията на тъканите на многоклетъчния организъм.

Клетъчният цикъл е разделен на хромозомен и цитоплазмен. Хромозомният е придружен от точно копиране и разпространение на генетичен материал. Цитоплазмата се състои от клетъчен растеж и последваща цитокинеза - клетъчно делене след удвояване на други клетъчни компоненти.

Продължителността на клетъчния цикъл при различните видове, в различни тъкани и на различни етапи варира в широки граници от един час (при ембрион) до една година (при възрастни чернодробни клетки).

Фази на клетъчния цикъл

Интерфазата е периодът между две деления. Разделя се на пресинтетичен - 01, синтетичен - в, постсинтетичен 02.

01-фаза - най-дългият период (от 10 часа до няколко дни). Състои се в подготовка на клетките за дублиране на хромозоми. Придружен от синтеза на протеини, РНК, броят на рибозомите, митохондриите се увеличава. В тази фаза настъпва клетъчен растеж.

във фаза (6-10 часа). Придружено от дублиране на хромозоми. Синтезират се някои протеини.

С2-фаза (3-6 часа). Придружен от кондензация на хромозоми. Синтезират се протеини на микротубулите, които образуват вретеното на деленето.

Митозата е форма на делене на клетъчното ядро. В резултат на митоза всяко от получените дъщерни ядра получава същия набор от гени, който е имала родителската клетка. И диплоидни, и хаплоидни ядра могат да влязат в митоза. По време на митозата се получават ядра от същата плоидност като оригинала. Концепцията за "митоза" се отнася само за еукариотите.

Фази на митоза

■ Профаза - придружена от образуване на вретено на делене от микротубули на цитоплазмения скелет на клетката и свързаните с тях протеини. Хромозомите са ясно видими и се състоят от две хроматиди.

■ Прометафаза - придружена от разпадане на ядрената мембрана. Някои вретеновидни микротубули се прикрепят към кинетохори (протеин-центромерни комплекси).

■ Метафаза – всички хромозоми се подреждат по екватора на клетката, образувайки метафазна плоча.

■ Анафаза – хроматидите се разминават към полюсите на клетката със същата скорост. Микротубулите се скъсяват.

■ Телофаза – дъщерните хроматиди се приближават до полюсите на клетката. Микротубулите изчезват. Около кондензираните хроматиди се образува ядрена мембрана.

■ Цитокинеза – процесът на делене на цитоплазмата. Клетъчната мембрана в централната част на клетката е издърпана навътре. Образува се бразда на делене, като се задълбочава, клетката се раздвоява.

■ В резултат на митозата се образуват две нови ядра с идентични набори хромозоми, точно копиращи генетичната информация на родителското ядро.

■ В туморните клетки ходът на митозата е нарушен.

ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИ №12

1. Опишете особеностите на всяка фаза на митозата.

2. Какво представляват хроматидите, центромерите, деленето на вретено?

3. По какво се различават соматичните клетки от зародишните клетки?

4. Какво е биологичното значение на митозата?

5. Най-дългият в клетъчния цикъл е:

а) интерфаза; б) профаза; в) метафаза; г) телофаза.

6. Колко хроматиди съдържа двойка хомоложни хромозоми в метафазата на митозата?

а) четири; б) две; в) осем г) едно.

7. Митозата не осигурява

а) образуване на човешки кожни клетки; б) поддържане на постоянен брой хромозоми за вида; в) генетично разнообразие на видовете; г) безполово размножаване.

Мейозата е процес на делене на клетъчните ядра, което води до намаляване наполовина на броя на хромозомите. Мейозата се състои от две последователни деления (редукционно и уравнено), предшествани от една репликация на ДНК. Интерфазата на мейозата е подобна на интерфазата на митозата.

Редукционно деление

Първо, репликираните хромозоми се кондензират.

След това започва конюгирането на хомоложни хромозоми. Образуват се биваленти или тетради, състоящи се от 4 сестрински хроматиди.

Следващата стъпка е преминаване между хомоложни хромозоми. Конюгираните хромозоми се разделят, двувалентните хромозоми се отдалечават една от друга, но продължават да бъдат свързани на места, където е настъпило кръстосване.

Ядрената мембрана и нуклеолите изчезват.

В края на първото деление се образуват клетки с хаплоиден набор от хромозоми и удвоено количество ДНК. Образува се ядрената обвивка. Счупва се шпиндела. Всяка клетка съдържа 2 сестрински хроматиди, свързани с центромер.

Деление на уравнение

Биологичното значение на мейозата се крие в образуването на клетки, участващи в половото размножаване, в поддържането на генетичното постоянство на видовете. Мейозата е в основата на комбинативната променливост в организмите. Нарушенията на мейозата при хората могат да доведат до патологии като болест на Даун, идиотизъм и др.

ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИ №13

1. Опишете особеностите на всяка фаза на мейозата.

2. Какво е конюгация, кросоувър, биваленти?

3. Какво е биологичното значение на мейозата?

4. Могат да се размножават безполово

а) земноводни; б) чревни; в) насекоми; г) ракообразни.

5. Първото деление на мейозата завършва с образуването

а) гамети; б) клетки с хаплоиден набор от хромозоми; в) диплоидни клетки; г) клетки с различна плоидност.

6. В резултат на мейозата се образуват: а) спори на папрат; б) клетки на стените на папратовия антеридий; в) клетки на стените на папратовия архегониум; г) соматични клетки на пчели търтеи.

Структурата и функциите на хромозомите

Хромозомите са клетъчни структури, които съхраняват и предават наследствена информация. Хромозомата се състои от ДНК и протеин. Комплексът от протеини, свързани с ДНК, образува хроматин. Протеините играят важна роля в опаковането на ДНК молекулите в ядрото.

ДНК в хромозомите е опакована по такъв начин, че да се побере в ядрото, чийто диаметър обикновено не надвишава 5 микрона (5 x 10 ~ 4 cm).

Хромозомата е пръчковидна структура и се състои от две сестрински хроматиди, които се държат от центромера в областта на първичната свивка. Хроматинът не се репликира. Само ДНК се репликира. Когато репликацията на ДНК започне, синтезът на РНК спира.

Диплоидният набор от хромозоми в организма се нарича кариотип. Съвременните методи на изследване позволяват да се определи всяка хромозома в кариотипа. За това се взема предвид разпределението на светли и тъмни ленти, видими под микроскоп (редуване на двойки AT и GC) в хромозоми, третирани със специални багрила. Хромозомите на представители на различни видове имат напречно набраздяване. При сродните видове, например при хората и шимпанзетата, моделът на редуване на лентите в хромозомите е много подобен.

Всеки вид организми има постоянен брой, форма и състав на хромозоми. Човешкият кариотип има 46 хромозоми - 44 автозоми и 2 полови хромозоми. Мъжките са хетерогаметични (XY), а женските са хомогаметични (XX). Y хромозомата се различава от X хромозомата по отсъствието на някои алели (например алел за съсирване на кръвта). Хромозомите от една двойка се наричат ​​хомоложни. Хомоложните хромозоми в същите локуси носят алелни гени.

ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИ №14

1. Какво се случва с хромозомите в интерфазата на митозата?

2. Кои хромозоми се наричат ​​хомоложни?

3. Какво е хроматин?

4. Всички хромозоми винаги ли присъстват в клетката?

5. Какво можете да научите за един организъм, като знаете неговия брой и форма на хромозомите в клетките?

2.2. признаци на организми. Наследствеността и променливостта са свойства на организмите. Едноклетъчни и многоклетъчни организми. Тъкани, органи, системи от органи на растения и животни, идентифициране на изменчивостта на организмите. Техники за отглеждане и размножаване на растения и домашни животни, грижи за тях

протеинова биосинтеза.

Пластичният метаболизъм (асимилация или анаболизъм) е съвкупност от реакции на биологичен синтез. Името на този вид обмен отразява неговата същност: от веществата, влизащи в клетката отвън, се образуват вещества, подобни на веществата на клетката.

Помислете за една от най-важните форми на пластичен метаболизъм - протеиновата биосинтеза. Биосинтеза на протеиниизвършва се във всички про- и еукариотни клетки. Информацията за първичната структура (ред на аминокиселините) на протеиновата молекула се кодира от последователността от нуклеотиди в съответния участък на молекулата на ДНК - гена.

Генът е участък от ДНК молекула, който определя реда на аминокиселините в протеиновата молекула. Следователно редът на аминокиселините в полипептида зависи от реда на нуклеотидите в гена, т.е. неговата първична структура, от която на свой ред зависят всички други структури, свойства и функции на протеиновата молекула.

Системата за записване на генетична информация в ДНК (и - РНК) под формата на специфична последователност от нуклеотиди се нарича генетичен код. Тези. единица от генетичния код (кодон) е триплет от нуклеотиди в ДНК или РНК, който кодира една аминокиселина.

Общо генетичният код включва 64 кодона, от които 61 са кодиращи и 3 са некодиращи (терминаторни кодони, показващи края на процеса на транслация).

Терминаторни кодони в и - РНК: UAA, UAG, UGA, в ДНК: ATT, ATC, ACT.

Началото на процеса на транслация се определя от инициаторния кодон (AUG, в ДНК - TAC), кодиращ аминокиселината метионин. Този кодон е първият, който влиза в рибозомата. Впоследствие метионинът, ако не е предоставен като първа аминокиселина на този протеин, се отцепва.

Генетичният код има характерни свойства.

1. Универсалност – кодът е един и същ за всички организми. Същият триплет (кодон) във всеки организъм кодира една и съща аминокиселина.

2. Специфичност – всеки кодон кодира само една аминокиселина.

3. Дегенерация – повечето аминокиселини могат да бъдат кодирани от няколко кодона. Изключение правят 2 аминокиселини – метионин и триптофан, които имат само по един вариант на кодон.

4. Между гените има "препинателни знаци" - три специални триплета (UAA, UAG, UGA), всеки от които показва прекратяване на синтеза на полипептидната верига.

5. В гена няма „препинателни знаци“.

За да бъде синтезиран протеин, информацията за последователността на нуклеотидите в неговата първична структура трябва да бъде доставена до рибозомите. Този процес включва два етапа - транскрипция и превод.

Транскрипция(пренаписването) на информацията става чрез синтезиране върху една от веригите на молекулата на ДНК на едноверижна РНК молекула, чиято нуклеотидна последователност точно съответства на нуклеотидната последователност на матрицата – полинуклеотидната верига на ДНК.

Тя (и - РНК) е посредник, който предава информация от ДНК до мястото на сглобяване на протеиновите молекули в рибозомата. Синтезът и - РНК (транскрипция) протича по следния начин. Ензим (РНК полимераза) разцепва двойна верига на ДНК и на една от нейните вериги (кодираща) РНК нуклеотидите се подреждат според принципа на комплементарност. Така синтезираната i-RNA молекула (матричен синтез) навлиза в цитоплазмата, а в единия й край са нанизани малки субединици рибозоми.

Втората стъпка в протеиновия синтез е излъчване- това е транслацията на нуклеотидната последователност в молекулата и - РНК в аминокиселинната последователност в полипептида. При прокариотите, които нямат формализирано ядро, рибозомите могат да се свържат с новосинтезирана молекула i-RNA веднага след отделянето й от ДНК или дори преди нейният синтез да е завършен. При еукариотите u-РНК първо трябва да бъде доставена през ядрената обвивка в цитоплазмата. Трансферът се осъществява от специални протеини, които образуват комплекс с молекулата i-RNA. В допълнение към техните транспортни функции, тези протеини предпазват i-RNA от увреждащото въздействие на цитоплазмените ензими.

В цитоплазмата рибозома влиза в един от краищата на i-RNA (а именно този, от който започва синтеза на молекулата в ядрото) и започва синтеза на полипептида. Докато се движи по протежение на молекулата на РНК, рибозомата транслира триплет след триплет, като последователно добавя аминокиселини към нарастващия край на полипептидната верига. Точното съответствие на аминокиселината с триплетния код и - РНК се осигурява от t - РНК.

Трансферните РНК (t - РНК) "донасят" аминокиселини в голямата субединица на рибозомата. Молекулата t-RNA има сложна конфигурация. В някои части от него се образуват водородни връзки между комплементарни нуклеотиди, а молекулата е оформена като лист от детелина. На върха му има триплет от свободни нуклеотиди (антикодон), който съответства на специфична аминокиселина, а основата служи за място на прикрепване на тази аминокиселина (фиг. 1).

Ориз. един. Схема на структурата на трансферната РНК: 1 - водородни връзки; 2 - антикодон; 3 - мястото на закрепване на аминокиселината.

Всяка t-RNA може да носи само своя собствена аминокиселина. Т-РНК се активира от специални ензими, прикрепва своята аминокиселина и я транспортира до рибозомата. Вътре в рибозомата във всеки даден момент има само два кодона на иРНК. Ако тРНК антикодонът е комплементарен на тРНК кодона, тогава тРНК с аминокиселината е временно прикрепен към иРНК. Втора t-RNA е прикрепена към втория кодон, носеща собствена аминокиселина. Аминокиселините са разположени една до друга в голямата субединица на рибозомата и с помощта на ензими между тях се установява пептидна връзка. В същото време връзката между първата аминокиселина и нейната t-RNA се прекъсва и t-RNA напуска рибозомата след следващата аминокиселина. Рибозомата премества една тройка и процесът се повтаря. Така постепенно се изгражда полипептидна молекула, в която аминокиселините са подредени в строго съответствие с реда на техните кодиращи триплети (матричен синтез) (фиг. 2).

Ориз. 2. Белтъчна бисинтетична схема: 1 - иРНК; 2 - рибозомни субединици; 3 - t-RNA с аминокиселини; 4 - t-RNA без аминокиселини; 5 - полипептид; 6 - кодон i-RNA; 7- tRNA антикодон.

Една рибозома е способна да синтезира пълна полипептидна верига. Въпреки това, често няколко рибозоми се движат по протежение на една иРНК молекула. Такива комплекси се наричат ​​полирибозоми. След завършване на синтеза, полипептидната верига се отделя от матрицата – молекулата иРНК, навита в спирала и придобива характерната си (вторична, третична или четвъртична) структура. Рибозомите работят много ефективно: в рамките на 1 s бактериална рибозома образува полипептидна верига от 20 аминокиселини.