Синтез предшественников рРНК и тРНК сходен с синтезом ире-мРНК. Первичный транскрипт рибосомных РНК не содержит интронов, и при действии специфических РНКаз расщепляется с образованием 28S-, 18S- и 5,8S-pPHK; 5S-pPHK синтезируется при участии РНК-полимеразы III.
Биосинтез белков (трансляция) отличается от других типов матричных биосинтезов — репликации и транскрипции — двумя принципиальными особенностями:
Между аминокислотами и нуклеотидами (или триплетами нуклеотидов) невозможны специфические, комплементарные взаимодействия по типу образования нуклеотидных пар А»»»Т (или A*«»U) и G»»»C. Поэтому было сделано предположение о существовании молекул-адапторов, каждая из которых может взаимодействовать с определенным кодоном — с одной стороны, и с определенной аминокислотой — с другой стороны.
Роль мРНК в трансляции аналогична роли телеграфной ленты в этом примере: аа-тРНК присоединяются антикодонами к соответствующим кодонам мРНК, в результате чего аминокислотные остатки оказываются расположенными в той последовательности, в которой расположены кодоны в мРНК. Теперь остается лишь соединить аминокислотные остатки пептидной связью, чтобы получилась пептидная цепь (белок) с определенной первичной структурой.
Элонгация. Этот сложный процесс удобнее рассматривать, выделив в нем отдельные фазы: связывание очередной аминоацил-тРНК, образование пептидной связи и транслокация:
Вторичная и третичная структуры белков формируются в процессе трансляции по мере удлинения пептидной цепи. Пространственная структура белка, конечно, определяется его первичной структурой, однако в условиях живой клетки, и особенно по причине высокой концентрации белков, возникают помехи для правильной укладки пептидной цепи.
В результате трансляции не всегда сразу образуется функционально активный белок. Во многих случаях необходимы дополнительные посттрансляционные изменения.Например, молекула инсулина построена из двух пептидных цепей, соединенных между собой двумя дисульфидными мостиками.
Белки, как и другие компоненты клетки, находятся в динамическом состоянии, т. е. непрерывно обновляются. Это можно обнаружить в простом эксперименте. Если животному давать корм, содержащий меченые аминокислоты (14С-аминокислоты), то они включаются во вновь синтезируемые белки, и с течением времени все белки становятся мечеными.
Регуляция на уровне транскрипции (образование первичного транскрипта) — наиболее распространенный механизм регуляции синтеза белков. Этот процесс иначе называют регуляцией действия генов или регуляцией экспрессии белков. Различают две формы регуляции: индукция синтеза (положительная регуляция) и репрессия синтеза (отрицательная регуляция).
Механизмы регуляции транскрипции у бактерий изучены достаточно хорошо. Эти примеры важны и для изучения биохимии животных, поскольку дают представление об общих молекулярных основах регуляции действия генов.
