Question

Откуда берутся новые белки в организме?​

Answer 1

Ответ:

В организме взрослого человека метаболизм азота в целом сбалансирован, т. е. количества поступающего и выделяемого белкового азота примерно равны. Если выделяется только часть вновь поступающего азота, баланс положителен. Это наблюдается, например, при росте организма. Отрицательный баланс встречается редко, главным образом как следствие заболеваний.

Полученные с пищей белки подвергаются полному гидролизу в желудочно-кишечном тракте до аминокислот, которые всасываются и кровотоком распределяются в организме (см. с. 260). 8 из 20 белковых аминокислот не могут синтезироваться в организме человека (см. с. 66). Эти незаменимые аминокислоты должны поступать с пищей (см. с. 348).

Через кишечник и в небольшом объеме также через почки организм постоянно теряет белок. В связи с этими неизбежными потерями ежедневно необходимо получать с пищей не менее 30 г белка. Эта минимальная норма едва ли соблюдается в некоторых странах, в то время как в индустриальных странах содержание белка в пище чаще всего значительно превышает норму. Аминокислоты не запасаются в организме, при избыточном поступлении аминокислот в печени окисляется или используется до 100 г аминокислот в сутки. Содержащийся в них азот превращается в мочевину (см. с. 184) и в этой форме выделяется с мочой, а углеродный скелет используется в синтезе углеводов, липидов (см. с. 182) или окисляется с образованием АТФ.

Предполагается, что в организме взрослого человека ежедневно разрушается до аминокислот 300-400 г белка (протеолиз) В тоже время примерно то же самое количество аминокислот включается во вновь образованные молекулы белков (белковый биосинтез). Высокий оборот белка в организме необходим потому, что многие белки относительно недолговечны: они начинают обновляться спустя несколько часов после синтеза, а биохимический полупериод составляет 2-8 дней. Еще более короткоживущими оказываются ключевые ферменты промежуточного обмена. Они обновляются спустя несколько часов после синтеза. Это постоянное разрушение и ресинтез позволяют клеткам быстро приводить в соответствие с метаболическими потребностями уровень и активность наиболее важных ферментов. В противоположность этому особенно долговечны структурные белки, гистоны, гемоглобин или компоненты цитоскелета.

Почти все клетки способны осуществлять биосинтез белков (на схеме наверху слева). Построение пептидной цепи путем трансляции на рибосоме рассмотрено на сс. 244-249. Однако активные формы большинства белков возникают только после ряда дальнейших шагов. Прежде всего при помощи вспомогательных белков шаперонов должна сложиться биологически активная конформация пептидной цепи (свертывание, см. сс. 80, 230). При посттрансляционном созревании у многих белков удаляются части пептидной цепи или присоединяются дополнительные группы, например олигосахариды или липиды. Эти процессы происходят в эндоплазматическом ретикулуме и в аппарате Гольджи (см. с. 226). Наконец, белки должны транспортироваться в соответствующую ткань или орган (сортировка, см. с. 228).

Внутриклеточное разрушение белков (протеолиз) происходит частично в липосомах (см. с. 228). Кроме того, в цитоплазме имеются органеллы, так называемые протеасомы, в которых разрушаются неправильно свернутые или денатурированные белки. Такие молекулы узнаются с помощью специальных маркеров (см. с. 178).

Answer 2

Новые белки в организме образуются в результате процесса, называемого белковым синтезом или трансляцией. Он происходит внутри клеток организма и является ключевым механизмом для создания новых белков.

Белковый синтез начинается с ДНК, которая содержит генетическую информацию, необходимую для синтеза белков. Гены, расположенные на ДНК, содержат инструкции для создания конкретных белков. Процесс начинается с транскрипции, при которой информация из гена переносится на молекулу РНК мессенджера (мРНК). Затем мРНК покидает ядро клетки и перемещается к рибосомам - клеточным органоидам, где происходит трансляция.

Во время трансляции мРНК служит матрицей для синтеза белка. Рибосомы считывают последовательность трехнуклеотидных кодонов на мРНК и связывают их с соответствующими аминокислотами. По мере движения рибосомы по мРНК, она добавляет новые аминокислоты к уже синтезированной цепи, образуя полипептидную цепь, которая затем сворачивается в определенную структуру и становится функциональным белком.

Итак, новые белки образуются путем синтеза аминокислотных цепей на основе информации, закодированной в генах на ДНК и передаваемой через мРНК. Этот процесс происходит во всех клетках организма и является необходимым для поддержания и функционирования различных биологических процессов.