Биосинтез белков в молочной железе

Процесс образования молока происходит в секреторных клетках альвеол. Предшественниками составных компонентов молока являются вещества, доставляемые кровью.

По кровеносным сосудам вымени проходит огромное количество крови. По данным ряда исследователей для образования 1 л молока через вымя коровы должно пройти от 400 до 500 литров крови. Например, вымя коровы, производящей до 15 кг молока в сутки, пропускает через свою кровеносную систему более 6 т крови.

Осмотическое давление плазмы крови и молока идентичны, но состав молока значительно отличается от состава крови. Кровь не содержит казеина, лактозы, а содержание сывороточных белков (альбумина и глобулина) и натрия в ней в 5-6 раз больше, чем в молоке. Наоборот, в молоке содержится значительно больше жира (в 30-40 раз), кальция (в 15-17 раз), калия (в 5 раз). Отсюда следует, что казеин, лактоза и жир – основные компоненты молока – синтезируются в молочной железе путем сложной перестройки веществ, поступающих с кровью.

Переход минеральных веществ из крови в молоко осуществляется избирательно. А такие компоненты, как витамины, гормоны, пигменты, сывороточные белки, по-видимому, переходят из крови без изменений.

Секреторный цикл в молочной железе – сложный и окончательно еще не изученный процесс. Особенно сложным и наименее изученным является процесс синтеза белковых веществ молока. До сих пор еще не получены точные сведения о предшественниках некоторых белков молока. В настоящее время точно доказано, при использовании методов меченых аминокислот и плазменных белков, что из аминокислот крови в клетках молочной железы синтезируются все фракции казеина, β-лактоглобулин и α-лактальбумин. Остальные белки – альбумин сыворотки крови, иммуноглобулины и многие ферменты переходят в молоко из крови.

Основными факторами, определяющими интенсивность синтеза белков, являются наличие свободных аминокислот, определенный уровень РНК-транспортных и информационной, и наличие источников энергии – АТФ и ГТФ.

В настоящее время установлено, что основой многоэтапного синтеза белков служит участие в нем специфической информационной РНК, а также наличие связи каждой аминокислоты с определенными транспортными РНК, которые осуществляют правильное расположение аминокислот на матрице информационной РНК. Образование молекул информационной РНК происходит на определенных участках молекулы ДНК. Участок ДНК, связанный с биосинтезом одного какого-либо белка в клетке, рассматривается как ген. Информационная РНК, образовавшаяся на ДНК, идет к местам биосинтеза белка в клетке – к рибосомам, связывается с ними и становится матрицей.

Источником аминокислот, используемых для синтеза белков в организме животного, служат азотистые соединения кормов. Азотистые соединения кормов под действием протеолитических ферментов расщепляются до аминокислот, подвергающихся процессам дезаминирования и др., в результате чего происходит расщепление их с образованием аммиака. Аммиак в рубце животных используется для синтеза аминокислот. В организме животного синтезируются заменимые аминокислоты. Незаменимые аминокислоты не синтезируются в организме, однако, они обязательно входят в состав белков молока. Поэтому предполагается, что незаменимые аминокислоты должны доставляться в организм с кормами. Таким образом, часть аминокислот из крови попадает в молочную железу, где используется для синтеза молочных белков (основная часть) и некоторая часть – для синтеза глюкозы, жирных кислот и образования новых аминокислот. Кроме этого, в клетках молочной железы при участии глюкозы и в некоторых случаях жирных кислот могут образовываться аминокислоты, которые также используются для синтеза белков молока.

Кроме участия в синтезе белков РНК и ДНК требуются также источники энергии для синтеза, которыми являются АТФ – аденозинтрифосфат и ГТФ – гуанозинтрифосфат.

Вопрос о том, сходит ли с рибосом готовый нативный белок или сходят только полипептидные цепи, не решен. Когда аминокислоты соединяются в генетически контролируемой последовательности, образуется полипептидная, но не белковая молекула. Однако условия организма создают возможность образования вторичных, третичных, а также четвертичных структур самопроизвольно.

Контрольные вопросы