Переклад інформації мРНК в амінокислотну послідовність білка вимагає кодування.
Необхідність кодування продиктована тим, що немає відповідності між числом мономерів в матриці РНК і синтезованих білку.
Відсутня структурний подібність між мономерами РНК і білка.
Це виключає комплементарна взаємодія. Існує словник, який би включення в білок амінокислот в певній послідовності. Це генетичний, або біологічний, або нуклеотідний, або амінокислотний код.
Його характерні властивості.
Триплетність. Для шифровки використовується трійка нуклеотидів, або триплети. що отримали назву кодони.
Встановлено, що з 64 кодонів тільки 61 шифрує поліпептидний ланцюг, а три сигналізують про завершення трансляції та названі стоп-кодонами.
Специфічність. Кожному кодону відповідає певна амінокислота. Генетичний код строго однозначний.
Виродженість. 61 триплет включає по одній амінокислоті, а значить кодування однієї амінокислоти визначають кілька кодонів. Це властивість називається вирожденність. Це підвищує стійкість інформаційного потоку до несприятливих впливів зовнішніх і внутрішніх факторів. При визначенні природи амінокислоти третій нуклеотид в кодоні не має важливого значення, як перші два. Заміна третього нуклеотиду не позначається на його розумінні.
Лінійність записи інформації. Під час трансляції кодони мРНК читаються з фіксованою стартовою точки послідовно і не перекриваються. У записі інформації відсутній сигнал на кінець і початок наступного кодону.
Кодон AUG є ініціює і прочитується як на початку, так і в інших ділянках. Наступні кодони читаються послідовно без пропусків аж до стоп-кодону. На ньому синтез поліпептидного ланцюга закінчується.
Універсальність. Вважається, що код абсолютно універсальний для всі організмів. Однак, стало відомо, що 4 триплетів мітохондріальної мРНК мають інше значення, ніж в мРНК ядерної.
Колінеарність. Послідовність в гені і продукті.
Основні компоненти білок синтезуючої системи.
Амінокислоти. Всього 20 амінокислот входять в структуру білків організму. Вони повинні бути присутніми в достатній кількості. Особливо це відноситься до незамінних амінокислот, тому що недостатнє постачання клітини хоча б однієї з них призводить до зупинки синтезу білка.
мРНК. Після перенесення інформації з ДНК на матричну РНК починається синтез білків. Кожна зріла мРНК несе інформацію тільки про одну поліпептидного ланцюга. Якщо клітці необхідні інші білки, то необхідно транскрибувати мРНК з інших ділянок ДНК.
тРНК. У людини близько 60 різних тРНК включають амінокислоти в білок. Так як існує близько 60 різних тРНК, то деяким амінокислотам відповідає за дві або більше тРНК. Різні тРНК, що приєднують одну амінокислоту, називають ізоакцепторнимі.
Приєднання амінокислоти до тРНК здійснюється ферментом аміноацил-тРНК-синтетазой, що має специфічність одночасно до двох сполук: будь-якої амінокислоті і відповідної їй тРНК. Для реакції потрібно дві макроергічні зв'язку АТФ. Амінокислота приєднується до 3'-кінця акцепторной петлі тРНК через свою # 945; -карбоксільную групу, і зв'язок між амінокислотою і тРНК стає макроергічним. # 945; -аминогруппами залишається вільною. Перші дві підстави кодону і останні два підстави антикодону утворюють звичайні міцні пари і вносять найбільший внесок в специфічність декодування. Третя підстава кодону і перша підстава антикодону зв'язуються слабкіше і тому деякі тРНК можуть прочитувати більше, ніж один кодон. Це гіпотеза гойдання. тобто третя підстава більшості кодонів має певну ступінь свободи при утворенні пари з відповідним антикодоном.
Аминоацил-тРНК-синтетази. Кожна з них дізнається тільки одну певну амінокислоту і ті тРНК, які здатні зв'язуватися з цією амінокислотою. Тобто в цитоплазмі є 20 різних ферментів.
Рибосоми - внутрішньоклітинних белоксинтезірующие органели.
Складаються з 40S (малої) і 60S (великий) субодиниць. ; Кожна субодиниця включає рРНК і білки. Білки виконують структурну функцію, забезпечуючи взаємодію всіх структур. Розрізняють рибосоми двох типів. Вільні в цитоплазмі і пов'язані з ендоплазматичним Ретикуло (ЕР), останні здійснюють синтез білка на експорт.
Джерело енергії. На включення однієї амінокислоти витрачається 4 макроергічних зв'язків: 2 з АТФ і 2 ГТФ. І ще АТФ і ГТФ на ініціацію і терминацию поліпептидного ланцюга.