Синтез белка и фотосинтез относятся к реакциям пластического обмена. Синтез белков наиболее активно протекает в молодых растущих клетках. Основная роль в определении структуры белков принадлежит ДНК. Отрезок ДНК, содержащий информацию о структуре одного белка, называют геном. В молекуле ДНК закодирована последовательность аминокислот о белке в виде определенно сочетающихся нуклеотидов. Сущность кода ДНК состоит в том, что каждой аминокислоте соответствует участок гена из трех рядом стоящих нуклеотидов — триплет. Разных аминокислот 20, число возможных сочетаний из 4 нуклеотидов по 3 равно 64. Следовательно, триплетов с избытком хватает для кодирования всех аминокислот.
Этапы биосинтеза белка:
1. Транскрипция — процесс синтеза на одной из цепей молекулы ДНК молекулы и-РНК по принципу комплементарности. Процесс происходит не на всей молекуле ДНК одновременно, а на небольшом ее участке, соответствующем одному гену.
2. Трансляция — перевод информации с молекулы и-РНК в последовательность аминокислот полипептидной цепи, происходит в цитоплазме.
Молекула и-РНК доставляется с помощью особого белка-фермента из ядра к рибосомам. Рибосома перемещается по молекуле и-РНК прерывисто, триплет за триплетом. По мере перемещения рибосомы к полипептидной цепочке одна за другой присоединяются аминокислоты. Точное соответствие аминокислоты триплету обеспечивает т-РНК (транспортная РНК). Для каждой аминокислоты существует своя т-РНК, один из триплетов которой (антикодон) комплементарен определенному триплету и-РНК. Конфигурация т-РНК напоминает лист клевера. К «черешку» листа присоединяется определенная аминокислота, а на «верхушке листа» расположен кодовый триплет нуклеотидов, соответствующий данной аминокислоте. На одной нити -РНК может одновременно располагаться несколько рибосом, образуя полисому.
Биосинтез белка — сложный многоступенчатый процесс, представляющий цепь реакций, протекающих по принципу матричного синтеза. Суть реакций матричного синтеза состоит в том, что новые молекулы белка синтезируются в точном соответствии с планом, заложенным в структуре молекул ДНК.