Энциклопедия «Биология» (без иллюстраций)

В 1970 г., когда был открыт фермент некоторых опухолеродных вирусов, осуществляющий синтез ДНК на матрице РНК, т. е. обратную транскрипцию, центральная догма молекулярной биологии потребовала уточнения.

ТРАНСЛЯЦИЯ, синтез белков (полипептидов) на рибосомах с использованием в качестве матрицы информационной рибонуклеиновой кислоты (и-РНК); завершающий этап реализации генетической информации в живых клетках. В ходе трансляции информация, записанная в нуклеиновых кислотах в виде генетического кода, переводится в последовательность аминокислот в синтезируемых белках. При этом четырёхбуквенный нуклеотидный «язык» передаётся (лат. «трансляцио» – передача) «языком» двадцатибуквенным аминокислотным.

Трансляция – очень сложный процесс (гораздо более сложный, чем два других основных матричных синтеза – репликация итранскрипция). В нём участвуют все виды рибонуклеиновых кислот, 20 видов аминокислот, многочисленные ферменты, белковые факторы, регулирующие начало (инициацию), продолжение (элонгацию) и окончание (терминацию) процесса. Главный организующий центр трансляции – клеточный органоид рибосома. Удивительная точность взаимодействия всех участников синтеза обеспечивается высокой специфичностью ферментов и взаимным «узнаванием» молекул, основанном на образовании связей между комплементарными парами азотистых оснований: аденин – тимин (урацил) и гуанин – цитозин. Кроме того, одни ферменты способны исправлять случайные ошибки других.

В сильно упрощённом виде трансляция включает следующие стадии. Синтезированная в клеточном ядре в ходе транскрипции молекула и-РНК поступает в цитоплазму, претерпевает ряд модификаций и соединяется с рибосомой (в клетках прокариот, не разделённых на ядро и цитоплазму, и-РНК связывается с рибосомой сразу). Находящиеся в цитоплазме аминокислоты активируются взаимодействием с богатым энергией соединением – АТФ. Поскольку аминокислоты и и-РНК в силу их химического строения «не соответствуют» друг другу (не могут взаимодействовать), между ними существует своего рода переходник – транспортные РНК (т-РНК). Активированные специальным ферментом аминокислоты с участием этого же фермента (для каждого вида аминокислоты – своего) соединяются т-РНК, также только со своей. Далее т-РНК, несущая аминокислоту, поступает на рибосому и своим антикодоном (тройкой нуклеотидов), узнав на и-РНК свой кодон (комплентарную тройку нуклеотидов), закрепляется на и-РНК на единственном свободном месте рядом со строящейся полипептидной цепью. Специальный фермент рибосомы образует пептидную связь между аминокислотой и синтезируемым полипептидом, а рибосома сдвигается по цепи и-РНК на один кодон, освобождая место для присоединения следующей т-РНК. Так происходит наращивание полипептидной цепи до тех пор, пока рибосома не дойдёт до «стоп-кодона». Получив сигнал окончания синтеза, белковые факторы терминации освобождают полипептидную цепь от рибосомы. Таким образом кодоны и-РНК определяют последовательность аминокислот в белке, а следовательно, его строение, свойства и активность.

По мере продвижения рибосомы вдоль и-РНК её начальный (инициирующий) участок освобождается, с ним соединяется ещё одна рибосома. Одновременно на одной молекуле и-РНК могут «работать» от нескольких единиц до нескольких десятков рибосом, используя одну матрицу для синтеза сразу многих копий молекулы полипептида (белка). Такой комплекс и-РНК со многими рибосомами называется полирибосомой или полисомой.

В зависимости от потребностей клетки или организма в определённых белках (ферментах) их синтез контролируется как генами, так и другими механизмами регуляции, действующими на разных этапах реализации генетической информации, в том числе и на этапе трансляции.

Клеточные органоиды хлоропласты и митохондрии имеют собственный, не зависящий от ядра аппарат белкового синтеза.

ТРАНСПИРАЦИЯ, испарение воды растением. Основной орган транспирации – лист. Вода испаряется растением либо непосредственно из клеток его покровных тканей (у мхов), либо через устьица, куда поступает по межклетникам паренхимы. Благодаря транспирации в растении возникает ток воды и растворённых в ней минеральных веществ от корней к листьям. Кроме того, испарение воды листьями в жаркую погоду способствует их охлаждению, защищает от перегрева. Транспирация может играть и отрицательную роль: при недостаточной влажности и высокой температуре воздуха её усиление приводит к завяданию и даже гибели растений.