Войти
Биология · Дополнительные темы

Биосинтез белка и генетический код

Биосинтез белка — это многоступенчатый процесс реализации генетической информации, при котором последовательность нуклеотидов ДНК переводится в аминокислотную последовательность полипептида. В основе этого механизма лежит центральная догма молекулярной биологии: перенос данных строго направлен от ДНК к РНК, а затем к белку.

Прокариоты vs ЭукариотыУ бактерий синтез идет слитно, у эукариот — разобщен ядром и цитоплазмой.
ВирусыИспользуют дизъюнктивный способ: компоненты собираются в разных частях клетки.
Направление синтезаСборка цепи РНК при транскрипции всегда идет в направлении от 5'- к 3'-концу.
СплайсингОдин структурный ген может кодировать разные белки благодаря альтернативному сплайсингу.
3 мин чтенияДля студентов медвузовОбновлено 10.10.2026
Материал подготовила редакция Школы Сеченова по учебным методичкам платформыОжидает проверки преподавателем

Экспрессия генов и клеточная дифференцировка

Клетки многоклеточного организма выполняют разные функции благодаря дифференциальной экспрессии генов. На разных этапах онтогенеза и в разных частях зародыша в работу включаются строго определенные участки ДНК.

Цепочка реализации выглядит так: активация структурного гена приводит к синтезу специфической мРНК, на базе которой собирается уникальный белок. Именно этот белок определяет специализацию клетки и формирование конкретного признака. Клетка жестко контролирует этот процесс на нескольких уровнях: во время транскрипции (выбирая, что считывать), на этапе трансляции и в ходе посттрансляционных модификаций.

Транскрипция и созревание РНК

Транскрипция — это переписывание генетического кода с ДНК на РНК. Процесс обеспечивают ферменты РНК-полимеразы. У эукариот их три типа, каждый отвечает за свой вид РНК (например, полимераза I синтезирует рРНК, II — иРНК, III — тРНК).

Синтез проходит три стадии:

  1. Инициация — связывание фермента со стартовой площадкой (промотором).
  2. Элонгация — последовательное наращивание цепи РНК.
  3. Терминация — остановка сборки на специальном участке (терминаторе).

У эукариот образовавшаяся пре-мРНК не готова к работе и проходит процессинг (созревание):

  • Кэпирование: на 5'-конец садится 7-метилгуанозин для защиты молекулы и запуска будущей сборки белка.
  • Полиаденилирование: к 3'-концу крепится поли-А «хвост», придающий молекуле стабильность.
  • Сплайсинг: ферменты вырезают пустые участки (интроны) и сшивают значащие (экзоны).
Проверьте себя по темеЗадания из банка курса «Биология» — ответ и разбор сразу.

Трансляция: от нуклеотидов к аминокислотам

Трансляция протекает в цитоплазме. Здесь последовательность нуклеотидов иРНК переводится в последовательность аминокислот. Для работы требуются зрелая иРНК, малая и большая субъединицы рибосомы, транспортные РНК (несущие аминокислоту и антикодон), ферменты аминоацил-тРНК-синтетазы, а также энергия АТФ и ГТФ.

Этапы трансляции:

  • Инициация: рибосома собирается на стартовом кодоне АУГ.
  • Элонгация: цикличное присоединение новых аминокислот с образованием пептидных связей.
  • Терминация: в А-сайт рибосомы попадает один из стоп-кодонов (УАА, УАГ или УГА), после чего готовый полипептид отсоединяется, а комплекс распадается.

Особенности репродукции вирусов

Вирусы синтезируют свои компоненты дизъюнктивным (разобщенным) путем — нуклеиновые кислоты и белки штампуются в разных структурах клетки. Стратегия зависит от типа генома:

  • ДНК-содержащие: классический путь от ДНК к иРНК и белку. Транскрипция и репликация идут в ядре, а дочерние ДНК выходят в цитоплазму почкованием. Исключение — вирус оспы, чья транскрипция идет в цитоплазме за счет собственной полимеразы.
  • Плюс-РНК-содержащие: их РНК сразу работает как готовая иРНК. Трансляция дает длинный полипептид, который нарезается протеазами на нужные белки.
  • Минус-РНК-содержащие: сначала с помощью вирионной полимеразы-транскриптазы строятся короткие и полные плюс-РНК, и только с них считывается белок или копируется геном.
  • Ретровирусы: используют фермент ревертазу для обратной транскрипции (РНК → ДНК). Полученная ДНК встраивается в геном клетки, после чего клеточная РНК-полимераза сама синтезирует вирусные иРНК.
Как запомнить

Три стадии биосинтеза легко запомнить по аббревиатуре ИЭТ: Инициация (старт), Элонгация (удлинение), Терминация (финиш). Эти названия абсолютно идентичны как для транскрипции, так и для трансляции.

Вопросы с занятий и экзамена

В чем главное отличие биосинтеза белка у прокариот и эукариот?

У прокариот транскрипция и трансляция идут одновременно в цитоплазме, а гены непрерывны. У эукариот процессы разделены пространственно (ядро и цитоплазма), гены имеют мозаичное строение (экзоны и интроны), поэтому требуется процессинг РНК.

Как действует гормон кальцитриол на генетическом уровне?

Связавшись с внутриклеточным рецептором, комплекс взаимодействует с хроматином и изменяет скорость трансляции. В результате в клетках-мишенях (энтероцитах) синтезируются белки, обеспечивающие всасывание кальция и фосфатов.

Что такое альтернативный сплайсинг?

Это процесс различного комбинирования и сшивания экзонов после вырезания интронов. Он позволяет организму синтезировать несколько разных специфических белков на основе информации всего с одного структурного гена.

Что-то непонятно? Спросите нейросетьAI-тьютор прочитал материал по теме «Биосинтез белка и генетический код» и объяснит простыми словами.

Что ещё разобрать по теме

  • Механизмы регуляции транскрипции: роль промоторов и терминаторов
  • Посттрансляционная модификация белков (экспрессия)
  • Работа аминоацил-тРНК-синтетаз и энергетический баланс трансляции
  • Особенности репликации и транскрипции у ретровирусов (работа ревертазы)
  • Механизмы почкования ДНК-вирусов через ядерную мембрану

Разберите тему целиком в курсе «Биология»

Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.

  • Полная методичка по теме «Биосинтез белка и генетический код» и ещё 3 793 страниц предмета
  • Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
  • AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
  • 129 видеоуроков по предмету

Другие темы раздела «Дополнительные темы»

Бесплатные видеоуроки: биологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.

Смотреть уроки

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.