Синтез белка
Белками называют азотистые высокомолекулярные органические вещества. Они построены из аминокислот. Белки выполняют фундаментальные задачи в жизнедеятельности и структуре организмов, являясь их главным и необходимым компонентом. Именно благодаря этим органическим соединениям происходит обмен веществ, энергетические превращения.
В связи с относительно большими размерами молекул, сложностью строения, а также недостаточным количеством информации относительно структурного состава большинства веществ, не установлена рациональная единая классификация белков. Существующая система разделения является в значительной степени условной. При ее построении за основу взяты физические и химические свойства белков, источники их получения, биологическая активность и прочие, зачастую случайные, признаки.
Так, выделяют глобулярные и фибриллярные, гидрофобные (нерастворимые) и гидрофильные (растворимые) вещества. Данное разделение основывается на физико-химических свойствах соединений. В зависимости от источника получения выделяют белки нервной ткани, сыворотки крови, мышц и прочие. Существуют также бактериальные, животные и растительные соединения. В соответствии с биологической активностью выделяют белки-гормоны, белки-ферменты, сократительные и структурные белки, антитела и прочие. Следует отметить, что существуют отдельные соединения, которые нельзя отнести ни к одной из указанных выше групп. Это связано с несовершенством системы классификации и с исключительным многообразием самих белков.
Принято разделять соединения на сложные (протеиды) и простые (протеины). Простые белки являются только аминокислотными полимерами. Сложные соединения, кроме аминокислотных остатков, содержат и небелковые включения.
В каждой клетке находятся тысячи органических высокомолекулярных соединений. В связи с тем, что в течение жизни организма эти вещества разрушаются рано или поздно, клетка должна осуществлять непрерывный синтез белка для восстановления своих органоидов, мембран и прочих компонентов. Вместе с этим большое количество клеток осуществляет формирование органических соединений для всего организма. Таким "производством" занимаются, например, клетки в железах внутренней секреции, продуцирующие гормоны. Здесь синтез белка отличается наибольшей интенсивностью.
Выработка соединений требует значительных энергетических затрат. Источником, обеспечивающим не только синтез белка, но и все клеточные процессы, является АТФ.
Следует отметить, что разнообразие функций и задач соединений формируется в соответствии с их первичной структурой – аминокислотной последовательностью в молекуле. Наследственные данные о первичной белковой структуре заключены в нуклеотидной цепи молекулы ДНК. Тот участок Дезоксирибонуклеиновой кислоты, в котором содержится информация об аминокислотной последовательности одного соединения, называется геном.
Синтез белка происходит на рибосомах, в клеточной цитоплазме. В цитоплазму из ядра информация о структуре соединения поступает в форме и-РНК (информационной РНК). Для осуществления синтеза молекулы и-РНК происходит "разматывание" (деспирализация) участка ДНК. Последующий процесс происходит по принципу комплементарности. При помощи ферментов на одной из ДНК-цепочек происходит синтез молекул РНК.
Цитоплазма должна обязательно содержать определенный набор аминокислот. Он необходим для осуществления синтеза белка. Формирование этих аминокислот происходит вследствие расщепления пищевых органических соединений. Кроме того, аминокислота может попасть на участок непосредственного синтеза (в рибосому), прикрепившись к особой транспортной РНК (т-РНК).