Биосинтез белка в клетке кратко и понятно

1. Пластический обмен — совокупность реакций синтеза органических веществ в клетке с использованием энергии. Синтез белков из аминокислот, жиров из глицерина и жирных кислот — примеры биосинтеза в клетке.

Раздел III. Метаболизм белков и аминокислот

Глава 29. Биосинтез аминокислот

Виктор Родуэлл ВВЕДЕНИЕ

Оценивая пищевую ценность аминокислот, мы часто одни из них называем «незаменимыми», а другие — «заменимыми» (табл. 29.1). Хотя с точки зрения питания все это верно, не следует упускать из виду общую биологическую значимость и незаменимость всех 20 аминокислот. Более того, можно даже заключить, что как раз «заменимые» аминокислоты более важны для клетки, чем «незаменимые», поскольку утрата способности организма (например, организма человека) синтезировать определенные аминокислоты представляется в эволюционном отношении более естественной в отношении менее важных аминокислот.

Таблица 29.1. Потребности человека в аминокислотах

Таблица 29.2. Ферменты, необходимые для синтеза аминокислот из амфиболических метаболитов

Пищевые потребности в тех или иных соединениях свидетельствуют о том, что зависимость от внешнего источника метаболитов может оказаться более благоприятной для выживания организма, чем способность организма синтезировать эти соединения. Если специфический интермедиат присутствует в пище, то организм, сохраняющий способность синтезировать это соединение, передает будущим поколениям соответствующую генетическую информацию отрицательной ценности. Это свойство для организма не просто бесполезно, но даже вредно, поскольку приходится дополнительно затрачивать питательные вещества и АТР на синтез «лишних» фрагментов ДНК. В клетках прокариот число ферментов, необходимых для синтеза незаменимых аминокислот, существенно больше числа ферментов, необходимых для синтеза заменимых аминокислот (табл. 29.2). Следовательно, сохранение возможности

РАЗДЕЛ ОБМЕН И ФУНКЦИИ АМИНОКИСЛОТ

Значение аминокислот для организма в первую очередь определяется тем, что они используются для синтеза белков, метаболизм которых занимает особое место в процессах обмена веществ между организмом и внешней средой. Объясняется это тем, что белки входят во все основные структурные компоненты клеток, тканей и органов тела человека и животных, выполняют ферментативные функции, участвуют в переносе веществ через мембраны и т.д. Важную роль в координации работы всех систем клеток играют белковые гормоны.

Аминокислоты непосредственно участвуют в биосинтезе не только белков, но и большого количества других биологически активных соединений, регулирующих процессы обмена веществ в организме, таких как нейромедиаторы и гормоны — производные аминокислот. Аминокислоты служат донорами азота при синтезе всех азотсодержащих небелковых соединений, в том числе нуклеотидов, гема, креатина, холина и других веществ.

Читайте также:  Gardenin FatFlex для похудения: и пусть завидуют знакомые, подружки!

Катаболизм аминокислот может служить источником энергии для синтеза АТФ. Энергетическая функция аминокислот становится значимой при голодании, некоторых патологических состояниях (сахарный диабет и др.) и преимущественно белковом питании. Именно обмен аминокислот осуществляет взаимосвязь многообразных химических превращений в живом организме.

I. Источники и пути использования аминокислот в клетках

Фонд свободных аминокислот организма составляет примерно 35 г. Содержание свободных аминокислот в крови в среднем равно 35 — 65 мг/дл. Большая часть аминокислот входит в состав белков, количество которых в организме взрослого человека нормального телосложения составляет примерно 15 кг.

Источники свободных аминокислот в клетках — белки пищи, собственные белки тканей и синтез аминокислот из углеводов. Многие клетки, за исключением высокоспециализированных (например, эритроцитов), используют аминокислоты для синтеза белков, а также большого количества других веществ: фосфолипидов мембран, гема, пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, биогенных аминов (катехоламинов, гистамина) и других соединений (рис. 9-1).

Рис. 9-1. Источники и пути использования аминокислот.

Какой-либо специальной формы депонирования аминокислот, подобно глюкозе (в виде гликогена) или жирных кислот (в виде триацилглицеролов), не существует. Поэтому резервом аминокислот могут служить все функциональные и структурные белки тканей, но преимущественно белки мышц, поскольку их больше, чем всех остальных.

В организме человека в сутки распадается на аминокислоты около 400 г белков, примерно такое же количество синтезируется. Поэтому тканевые белки не могут восполнять затраты аминокислот при их катаболизме и использовании на синтез других веществ. Первичными источниками аминокислот не могут служить и углеводы, так как из них синтезируются только углеродная часть молекулы большинства аминокислот, а аминогруппа поступает от других аминокислот. Следовательно, основным источником аминокислот организма служат белки пищи.

Незаменимые и заменимые аминокислоты

Из большого разнообразия только 20 аминокислот обладают свойством образовывать белки. АМК делятся на α-, β-, γ-, δ- и ω-аминокислоты, обладающие разными формулами и химическими свойствами. Наиболее важны альфа аминокислоты, из которых строится большинство белков.

Существует классификация аминокислот, которая делит эту группу на гидрофильные (обладающие свойством взаимодействия с водой) и гидрофобные аминокислоты (пытаются избежать контакта с водой). Но есть и классификация, которая строится на поступлении их в организм: виды аминокислот делятся на заменимые и незаменимые.

Незаменимые

К незаменимым АМК относятся соединения, которые организм не способен синтезировать в необходимом количестве. Это следующий комплекс аминокислот:

  • лейцин;
  • валин;
  • лизин;
  • метионин

Последовательность процессоров биосинтеза белка

Биосинтез белка – сложный механизм, который включает в себя два выше упомянутых этапа, а именно транскрипцию и трансляцию. Первым происходит транскрибируемый этап (он разделяется на два события).

После идёт трансляция, в которой участвуют все виды РНК, у каждой есть своя функция:

  1. Информационная – роль матрицы.
  2. Транспортная – добавление аминокислот, определение кодонов.
  3. Рибосомная – образование рибосом, которые поддерживают иРНК.
  4. Транспортная – синтез полипептидной цепи.

Время приема протеина

1. После пробуждения

Всю ночь ваше тело голодало. В среднем большинство людей спит 6-8 часов. Когда организм в течение такого длительного времени не получает пищу, он начинает использовать запасенные источники энергии: гликоген из печени и мышц, аминокислоты из мышц и жир из жировых клеток. Запускается процесс катаболизма мышечной ткани, чтобы предотвратить его, лучшее, что вы можете сделать – это принять порцию «быстрого» протеина.

Сывороточный протеин или гидролизат протеина будет лучшим выбором в этом случае. Около 20 минут пройдет с момента приема протеина до попадания аминокислот в кровь и еще около 20-40 минут до достижения максимального уровня аминокислот в крови. Дальше может последовать обычный завтрак, состоящий из качественных натуральных источников протеина и углеводов с низким гликемическим индексом.

2. В течение дня

В течение дня важно потреблять протеины в перерывах между приемами пищи, независимо от того, худеете ли вы, набираете мышечную масс или просто хотите поддержать хорошую физическую форму. Известно, что при снижении массы и ее наборе следует питаться не реже 5-6 раз в сутки, и здесь нам на помощь приходят протеиновые коктейли, значительно облегчающие жизнь своей способностью заменить 2-3 приема пищи чистейшим белковым продуктом, не содержащим жиров и углеводов, которые могут серьезно мешать достижению ваших спортивных целей.

Употребляйте комплексные протеиновые смеси, включающие в себя «быстрые» и «медленные» виды протеина. Так вы обеспечите постоянное поступление аминокислот в кровь на несколько часов, до полноценного приема пищи.

3. До тренировки

Помимо вашего обычного приема пищи за 1-2 часа до тренировки, за полчаса следует принять небольшую порцию «быстрого» сывороточного протеина с повышенным содержанием аминокислот с разветвленными цепочками (ВСАА). К таким аминокислотам относятся: L-валин, L-лейцин и L-изолейцин. BCAA – это незаменимые аминокислоты, они составляют до трети всех протеинов мышечной ткани и используются как источник энергии при интенсивной мышечной работе.

Помимо этого, прием BCAA оказывает комплексное анаболическое воздействие, то есть стимулирует рост мышечной ткани. Если во время тренировки в крови нет высокой концентрации BCAA, организм будет расщеплять мышечный белок и использовать его для обеспечения своих энергетических нужд. Прием легкоусвояемого сывороточного протеина незадолго до тренировки обеспечит организм необходимым количеством BCAA и поможет вам избежать мышечного катаболизма.

4. После тренировки

Прием протеина после тренировки очень важен. В это время ваше тело особенно хорошо усваивает питательные вещества. Запасы гликогена исчерпаны, концентрация аминокислот и сахара в крови низкая. Для скорейшего восполнения потраченных углеводных запасов и быстрого поднятия уровня аминокислот в крови непосредственно после тренировки рекомендуется использовать гейнер. Подойдет и заменитель питания, главное чтобы он включал в свой состав «быстрый» сывороточный протеин, а также углеводы с высоким гликемическим индексом.

Протеин быстро обеспечит поступление аминокислот в кровь, а углеводы будут использованы организмом для восстановление запасов гликогена. Прием углеводов с высоким гликемическим индексом вызовет резкий выброс инсулина, что обеспечит лучшее усвоение питательных веществ клетками организма и быстрое, эффективное восстановление. Если вы придерживаетесь жиросжигающей программы, то следует отказаться от углеводов в вашем посттренировочном коктейле и ограничиться только концентратом или изолятом сывороточного протеина. Обычный прием пищи может идти спустя час-полтора после этого.

5. Перед сном

Распространенно мнение, что прием пищи перед сном ведет к накоплению жира в организме. Это утверждение оправдано в отношении потребления углеводов и жиров, но не в отношении протеина (правда, справедливо это только для физически активных людей). В течение последующих 6-8 часов вы не сможете принимать пищу, и ваше тело не будет получать необходимые для роста и восстановления аминокислоты.

Поэтому, для предотвращения ночного катаболизма мышечной ткани рекомендуется за 30 минут до сна принять порцию «медленного» протеина, который обеспечит продолжительный стабильный уровень аминокислот в крови в течение всей ночи. Идеальным выбором здесь будет казеин.

Итак, как мы видим, залог успеха в деле построения идеального телосложения – это соблюдение режима. Режим тренировок, режим отдыха, режим питания и режим приема спортивных пищевых добавок – все это необходимые составляющие для достижения результата. Принимайте нужное спортивное питание в нужное время, и вы добьетесь результатов, о которых не могли и мечтать!

Виды РНК

Рибонуклеиновые кислоты играют большую роль на всех этапах транскрипции. Выделяют три большие группы РНК: транспортные, рибосомные и информационные.

иРНК участвуют в передаче информации о составе пептидной цепи. тРНК являются посредниками в переносе аминокислот к рибосомам, что достигается образованием аминоацил-тРНК-комплекса. Пристраивание аминокислоты происходит только при комплементарном взаимодействии антикодона транспортной РНК с кодоном на информационной РНК.

рРНК участвуют в образовании рибосом. Их последовательности являются одной из причин, по которой иРНК удерживается между малой и большой субъединицами. Рибосомальные РНК образуются в ядрышках.