Ген – это участок ДНК или РНК, на котором записана последовательность одного белка.

Процесс синтеза информационной РНК называется транскрипцией. Процесс образования белков на матрицах информационной РНК называется трансляцией.

Транскрипцию осуществляет фермент РНК-полимераза. Этот фермент соединяет между собой рибонуклеотиды, составляющие остов молекулы РНК. Делает это фермент на основании считывания последовательности молекулы ДНК и, достраивая комплементарные ей последовательности. Показано, что в этом процессе только одна из двух цепей ДНК играет роль матрицы. Бывают, правда, и исключения – это ДНК некоторых вирусов.

Генетический код.

Следующий этап биосинтеза белка – трансляция – происходит на особых органоидах – рибосомах. Здесь возникает проблема генетического кода, так как в белке 20 аминокислот, а в нуклеиновых кислотах всего 4 нуклеотида.

Природа генетического кода была определена к началу 60-х годов ХХ века. Код обладает рядом особенностей.

1) Код триплетный, то есть каждой аминокислоте в белке соответствуют три нуклеотида. Эта тройка называется триплетом или кодоном.

2) Код вырожденный. Вариантов триплетов 64, а аминокислот всего 20. Значит, некоторым аминокислотам в белках соответствует не один, а несколько кодонов.

3) Код неперекрывающийся и не имеет запятых. Иными словами два триплета, кодирующие соседние аминокислоты в белке в ДНК и РНК идут друг за другом, и между ними нет вставок.

4) Генетический код является универсальным для всей живой природы.

Трансляция.

Процесс трансляции происходит на рибосомах. Посредником между информационной РНК и аминокислотами, которые не имеют химического сродства, являются особые молекулы – транспортные РНК. Они устроены таким образом, что имеют разные концы, имеющие сродство и с РНК и с аминокислотами. Поскольку значащих аминокислот в генетическом коде 61, то и транспортных РНК столько же разновидностей. Три кодона УАА, УГА и АУГ называются бессмысленными. Они стоят на концах генов и указывают на окончание считывания.

Для соединения аминокислот с транспортными РНК служит особый фермент тРНКсинтетаза или, точнее, амино-ацил - тРНКсинтетаза.

Таким образом, для нормального протекания трансляции необходимы следующие компоненты:

· информационная РНК,

· транспортные РНК,

· свободныеаминокислоты,

· рибосомы,

· тРНКсинтетаза,

· белковые факторы и АТФ.

Процессы транскрипции и трансляции у безъядерных и ядерных организмов протекают по-разному. У безъядерных организмов эти процессы протекают одновременно. Рибосомы во время трансляции двигаются по РНК как бусины по нитке. У ядерных организмов рибосомы, напротив, неподвижны, так как прикреплены к мембранам. Кроме того, процессы транскрипции и трансляции разорваны во времени и пространстве. Эти, на первый взгляд незначительные различия играют важную роль в регуляции активности генов.