Yksi elävän solun tärkeimmistä ja ominaisimmista ominaisuuksista. Proteiinin primäärirakenne, kuten jo todettiin, on ennalta määrätty DNA-molekyyliin upotetun geneettisen koodin avulla, jonka eri osat koodaavat eri proteiinien synteesiä. Näin ollen yksi DNA-molekyyli tallentaa tietoa useiden proteiinien rakenteesta.
Proteiinin ominaisuudet riippuvat polypeptidiketjun aminohappojen sekvenssistä. Aminohappojen vuorottelun puolestaan määrää DNA:n nukleotidisekvenssi. mRNA:ssa jokainen aminohappo vastaa tiettyä triplettiä - kolmen nukleotidin ryhmää, jota kutsutaan kodoniksi.
Proteiinin biosynteesi alkaa ytimestä proteiinimolekyylin rakennetta koskevien tietojen siirtämisellä DNA:sta mRNA:lle komplementaarisuuden periaatteen mukaisesti. Tämä prosessi tapahtuu matriisisynteesireaktiona ja sitä kutsutaan transkriptio (kuva 7.1).
Riisi. 7.1. Transkriptioprosessi
Transkription seurauksena muodostuu ”epäkypsää” mRNA:ta (pre-mRNA), joka käy läpi kypsymisvaiheen tai käsittelyä.
Käsittely sisältää:
1) 5" pään sulkeminen;
2) 3"-pään polyadenylaatio (useiden kymmenien adenyylinukleotidien kiinnittäminen);
3) silmukointi (intronien leikkaaminen ja eksonien ompeleminen). Kypsä mRNA on jaettu CEP:hen, transloituneeseen alueeseen (eksonit yhteen ommeltuina), translatoitumattomiin alueisiin (UTR) ja polyA-häntään. Saatavilla vaihtoehtoinen liitos, jossa eksonit leikataan pois intronien kanssa. Tässä tapauksessa yhdestä geenistä voidaan muodostaa erilaisia proteiineja. Näin ollen väite - "Yksi geeni - yksi polypeptidi" on virheellinen (Kuvat 7.2, 7.3, 7.4)
Riisi. 7.2. Jatkoliitos
Riisi. 7.3. Vaihtoehtoinen liitos (muunnelmat)
Riisi. 7.4 Erilaisten proteiinimolekyylien muodostuminen vaihtoehtoisten silmukointivarianttien vuoksi
Tuloksena oleva mRNA siirtyy sytoplasmaan, jossa siihen kiinnitetään ribosomit. Samaan aikaan kuljetus-RNA:n tRNA aktivoituu sytoplasmassa entsyymien avulla.
tRNA-molekyylin rakenne muistuttaa apilanlehteä, jonka kärjessä on tiettyä aminohappoa koodiltaan vastaava nukleotiditripletti (antikodoni), ja emäs ("lehtilehti") toimii tämän kiinnittymispaikkana. aminohappo. tRNA:ssa on antikodonisilmukka ja akseptorialue. RNA:n antikodonisilmukassa on antikodoni, joka on komplementaarinen tietyn aminohapon kooditripletille, ja akseptorikohta 3" päässä pystyy aminoasyyli-tRNA-syntetaasit kiinnitä juuri tämä aminohappo (ATP:n kulutuksella) kohtaan SSA (Kuva 5)
Siirto-RNA kuljettaa aminohappoja ribosomeihin. Komplementaarisuuden periaatteen mukaan antikodoni sitoutuu kodoniinsa, ja aminohappo sijaitsee ribosomin aktiivisessa keskustassa ja yhdistyy entsyymien avulla aiemmin saatujen aminohappojen kanssa. Sitten tRNA vapautuu aminohaposta, mRNA-molekyyli siirtyy eteenpäin yhden tripletin ja prosessi toistuu.
Riisi. 7.5 T-RNA-molekyylin rakenne
Proteiinibiosynteesissä on kolme vaihetta: aloitus, venymä Ja irtisanominen .
Sijaitsee ribosomin pienessä alayksikössä ribosomin toiminnallinen keskus(FCR) kahdella osalla - peptidyyli (P-kohta) Ja aminoasyyli (A-kohta). FCR voi sisältää kuusi mRNA:n nukleotidiä, kolme peptidyyli- ja kolme aminoasyylialueilla.
Initiaatio. Proteiinisynteesi alkaa siitä hetkestä, kun pieni ribosomin alayksikkö kiinnittyy mRNA:n 5" päähän, jonka P-kohta tulee sisään metioniinin tRNA.
ATP:n ansiosta aloituskompleksi (pieni ribosomin alayksikkö, tRNA metioniinin kanssa) siirtyy UTR:ää pitkin metioniinikodoniin AUG. Tätä prosessia kutsutaan skannaus.
Pidentymä. Heti kun AUG-kodoni tulee skannauskompleksin P-kohtaan, suuren ribosomaalisen alayksikön kiinnittyminen tapahtuu. FCR:n A-kohta vastaanottaa toisen tRNA:n, jonka antikodoni pariutuu komplementaarisesti A-kohdassa sijaitsevan mRNA:n kodonin kanssa.
Peptidyylitransferaasikeskus suuri alayksikkö katalysoi peptidisidoksen muodostumista metioniinin ja toisen aminohapon välillä. Ei ole olemassa erillistä entsyymiä, joka katalysoi peptidisidosten muodostumista. Energia peptidisidoksen muodostumiseen saadaan GTP:n hydrolyysistä.
2 GTP-molekyyliä kulutetaan per sykli. Kolmas tRNA tulee A-kohtaan, ja toisen ja kolmannen aminohapon välille muodostuu peptidisidos. Polypeptidisynteesi etenee N-päästä C-päähän, eli ensimmäisen aminohapon karboksyyliryhmän ja toisen aminohapon aminoryhmän välille muodostuu peptidisidos.
Ribosomin liikkeen nopeus mRNA:ta pitkin on 5–6 triplettiä sekunnissa; sadoista aminohappotähteistä koostuvan proteiinimolekyylin syntetisoiminen vie solulta useita minuutteja.
Irtisanominen . Kun terminaattorikodoni (UAA, UAG tai UGA) tulee A-kohtaan, johon erityinen proteiinin vapautumistekijä sitoutuu, polypeptidiketju erottuu tRNA:sta ja poistuu ribosomista. Dissosiaatio tapahtuu, ribosomaalisten alayksiköiden erottuminen.
Riisi. 7.6 Lähetysprosessi (vaihe 1)
Riisi. 7.7. Lähetysprosessi (vaihe 2)
Riisi. 7.8 Lähetysprosessi (vaihe 3)
Riisi. 7.9. Lähetysprosessi (vaihe 4)
Riisi. 7.10. Proteiinin biosynteesi (yleinen kaavio)
Tällä tavalla muodostuu vähitellen proteiiniketju, jossa aminohapot järjestyvät tiukasti niitä koodaavien triplettien sijainnin mukaisesti mRNA-molekyylissä. Proteiinien polypeptidiketjujen synteesiä mRNA-matriisin avulla kutsutaan käännös (kuva 10).
Kasvi- ja eläinorganismien soluissa proteiinit uusiutuvat jatkuvasti. Tiettyjen spesifisten proteiinien synteesin intensiteetti määräytyy vastaavien geenien aktiivisuuden mukaan, joista mRNA "luetaan". On huomattava, että kaikki geenit eivät toimi samanaikaisesti: vain ne, jotka koodaavat tietoa organismin elämälle kulloinkin tarvittavien proteiinien rakenteesta, ovat aktiivisia.
Kaikkien organismien geneettinen tieto tallennetaan tietyn DNA-nukleotidisekvenssin (tai RNA-viruksen RNA:n) muodossa. Prokaryootit sisältävät geneettistä tietoa yhden DNA-molekyylin muodossa. Eukaryoottisoluissa geneettinen materiaali on jakautunut useisiin DNA-molekyyleihin, jotka on järjestetty kromosomeihin.
DNA koostuu koodaavista ja ei-koodaavista alueista. Koodaavat alueet koodaavat RNA:ta. DNA:n ei-koodaavat alueet toimivat rakenteellinen toiminto, joka mahdollistaa geneettisen materiaalin osien pakkaamisen tietyllä tavalla, tai sääntelevä toimivat osallistumalla proteiinisynteesiä ohjaavien geenien sisällyttämiseen.
DNA:n koodaavat alueet ovat geenejä. Gene- DNA-molekyylin osa, joka koodaa yhden mRNA:n (ja vastaavasti polypeptidin), rRNA:n tai tRNA:n synteesiä.
Kromosomin aluetta, jossa geeni sijaitsee, kutsutaan locus. Geenijoukko solun ytimessä on genotyyppi, joukko haploidisen kromosomijoukon geenejä - perimä, joukko ekstranukleaarisia DNA-geenejä (mitokondriot, plastidit, sytoplasma) - plasmoni.
Geeneihin tallennetun tiedon toteuttamista proteiinisynteesin kautta kutsutaan ilmaisu geenien (ilmentyminen). Geneettinen informaatio tallennetaan tiettynä DNA-nukleotidisekvenssinä ja toteutetaan aminohapposekvenssinä proteiinissa. Välittäjiä, tiedon kantajia, ovat RNA, ts. geneettisen tiedon toteutus tapahtuu seuraavasti:
DNA → RNA → proteiini
Proteiinin biosynteesin vaiheet
Proteiinien biosynteesiprosessi sisältää kaksi vaihetta: transkription ja translaation.
Transkriptio(alkaen lat. transkriptio- uudelleenkirjoitus) - RNA:n synteesi käyttämällä DNA:ta templaattina. Tämän seurauksena muodostuu mRNA:ta, tRNA:ta ja rRNA:ta. Transkriptioprosessi vaatii paljon energiaa ATP:n muodossa, ja sen suorittaa RNA-polymeraasientsyymi.
Samaan aikaan ei transkriptiota koko DNA-molekyyliä, vaan vain sen yksittäisiä segmenttejä. Sellainen segmentti ( transkriptio) alkaa promoottori(DNA:n osa, johon RNA-polymeraasi kiinnittyy ja josta transkriptio alkaa) ja päättyy terminaattori(DNA:n osa, joka sisältää transkription loppusignaalin). Transkriptoni on molekyylibiologian kannalta geeni.
Transkriptio, kuten replikaatio, perustuu nukleotidien typpipitoisten emästen kykyyn sitoutua komplementaarisesti. Transkription aikana DNA:n kaksoisjuoste katkeaa ja RNA-synteesi suoritetaan yhtä DNA-juostetta pitkin.
Translaatioprosessin aikana DNA-nukleotidisekvenssi transkriptoidaan syntetisoituun mRNA-molekyyliin, joka toimii templaattina proteiinin biosynteesin prosessissa.
Prokaryoottigeenit koostuvat vain koodaavista nukleotidisekvensseistä. Eukaryoottigeenit koostuvat vuorottelevasta koodauksesta ( eksonit) ja koodaamaton ( intronit) juonit. Transkription jälkeen introneja vastaavat osat mRNA:sta poistetaan silmukoinnin aikana, joka on olennainen osa prosessointia. Käsittely- kypsän mRNA:n muodostumisprosessi sen prekursori-pre-mRNA:sta.
Se sisältää kaksi päätapahtumaa:
- kiinnitetään lyhyitä nukleotidisekvenssejä mRNA:n päihin, mikä osoittaa translaation alun ja lopun;
- jatkos— DNA-introneita vastaavien epäinformatiivisten mRNA-sekvenssien poistaminen. Silmukoinnin seurauksena mRNA:n molekyylipaino pienenee 10 kertaa.
Lähettää(alkaen lat. käännös- translaatio) - polypeptidiketjun synteesi käyttämällä mRNA:ta templaattina.
Kaikki kolme RNA-tyyppiä ovat mukana translaatiossa:
- mRNA toimii informaatiomatriisina;
- tRNA:t kuljettavat aminohappoja ja tunnistavat kodoneja;
- rRNA yhdessä proteiinien kanssa muodostaa ribosomeja, jotka pitävät mRNA:ta;
- tRNA ja proteiini suorittavat polypeptidiketjun synteesin.
mRNA:ta ei transloi yksi, vaan samanaikaisesti useat (jopa 80) ribosomit. Tällaisia ribosomiryhmiä kutsutaan polyribosomit (polysomit). Yhden aminohapon sisällyttäminen polypeptidiketjuun vaatii neljän ATP:n energian.
Geneettinen koodi
Tieto proteiinien rakenteesta on "kirjoitettu" DNA:han nukleotidisekvenssin muodossa. Transkriptioprosessin aikana se kopioidaan syntetisoituun mRNA-molekyyliin, joka toimii templaattina proteiinien biosynteesiprosessissa. Tietty DNA-nukleotidien yhdistelmä ja siten mRNA vastaa tiettyä aminohappoa proteiinin polypeptidiketjussa. Tätä kirjeenvaihtoa kutsutaan geneettinen koodi. Yksi aminohappo määräytyy kolmen nukleotidin yhdistämisestä tripletti (kodoni). Koska nukleotideja on neljää tyyppiä, jotka yhdistävät kolme triplettiksi, ne antavat 4 3 = 64 varianttitriplettiä (kun taas vain 20 aminohappoa koodataan). Näistä kolme on "stop-kodoneja", jotka pysäyttävät translaation, loput 61 ovat koodaavia. Erilaisia aminohappoja koodaa eri määrä triplettejä: 1 - 6.
| Ei. | Aminohappo | lyhenne |
|---|---|---|
| 1 | Alaniini | Ala |
| 2 | Arginiini | Arg |
| 3 | Asparagiini | Asn |
| 4 | Asparagiinihappo | Asp |
| 5 | Valin | Akseli |
| 6 | Histidiini | Gies |
| 7 | Glysiini | Gli |
| 8 | Glutamiini | Gln |
| 9 | Glutamiinihappo | Glu |
| 10 | Isoleusiini | Ile |
| 11 | Leusiini | Lei |
| 12 | Lysiini | Liz |
| 13 | metioniini | Meth |
| 14 | Proliini | Noin |
| 15 | Serin | Ser |
| 16 | Tyrosiini | Ampumarata |
| 17 | Treoniini | Tre |
| 18 | Tryptofaani | Kolme |
| 19 | Fenyylialaniini | Hiustenkuivaaja |
| 20 | Kysteiini | IVY |
| Ensimmäinen pesä | Toinen pohja | Kolmas pohja | |||
|---|---|---|---|---|---|
| U(A) | C(G) | A(T) | G(C) | ||
| U(A) | Hiustenkuivaaja | Ser | Ampumarata | IVY | U(A) |
| Hiustenkuivaaja | Ser | Ampumarata | IVY | C(G) | |
| Lei | Ser | Lopettaa | Lopettaa | A(T) | |
| Lei | Ser | Lopettaa | Kolme | G(C) | |
| C(G) | Lei | Noin | Gies | Arg | U(A) |
| Lei | Noin | Gies | Arg | C(G) | |
| Lei | Noin | Gln | Arg | A(T) | |
| Lei | Noin | Gln | Arg | G(C) | |
| A(T) | Ile | Tre | Asn | Ser | U(A) |
| Ile | Tre | Asn | Ser | C(G) | |
| Ile | Tre | Liz | Arg | A(T) | |
| Meth | Tre | Liz | Arg | G(C) | |
| G(C) | Akseli | Ala | Asp | Gli | U(A) |
| Akseli | Ala | Asp | Gli | C(G) | |
| Akseli | Ala | Glu | Gli | A(T) | |
| Akseli | Ala | Glu | Gli | G(C) | |
Huomautuksia:
- Tripletin ensimmäinen typpipitoinen emäs on vasemmassa pystyrivissä, toinen on ylemmässä vaakarivissä ja kolmas on oikeassa pystyrivissä.
- Kolmen emäksen viivojen leikkauskohdassa paljastetaan haluttu aminohappo.
- Sulkeiden ulkopuolella olevat typpiemäkset ovat osa mRNA:ta, suluissa olevat typpiemäkset ovat osa DNA:ta.
Geneettisen koodin ominaisuudet:
- koodi on tripletti- yhtä aminohappoa koodaa kolme nukleotidia (tripletti) nukleiinihappomolekyylissä;
- koodi on universaali- kaikki elävät organismit viruksista ihmisiin käyttävät yhtä geneettistä koodia;
- koodi on yksiselitteinen (erityinen)- tripletti vastaa yhtä ainoaa aminohappoa.
- koodi on tarpeeton- yhtä aminohappoa koodaa useampi kuin yksi tripletti;
- koodi ei mene päällekkäin- yksi nukleotidi ei voi olla osa useaa kodonia nukleiinihappoketjussa;
- koodi on kolineaarinen— syntetisoidun proteiinimolekyylin aminohapposekvenssi on sama kuin vmRNA-triplettien sekvenssi.
Lähetysvaiheet
Käännös koostuu kolmesta vaiheesta: aloitus, pidennys ja lopetus.
- Initiaatio- polypeptidiketjun synteesiin osallistuvan kompleksin kokoaminen. Pieni ribosomin alayksikkö sitoutuu initiaatioon meth-tRNA:lla ja sitten mRNA:lla, jonka jälkeen muodostuu kokonainen ribosomi, joka koostuu pienistä ja suurista osahiukkasista.
- Pidentymä- polypeptidiketjun pidentäminen. Ribosomi liikkuu mRNA:ta pitkin, johon liittyy useita toistoja syklissä, jossa seuraava aminohappo lisätään kasvavaan polypeptidiketjuun.
- Irtisanominen- polypeptidimolekyylin synteesin loppuun saattaminen. Ribosomi saavuttaa yhden mRNA:n kolmesta lopetuskodonista, ja koska siinä ei ole tRNA:ta, jossa on lopetuskodoneille komplementaarisia antikodoneja, polypeptidiketjun synteesi pysähtyy. Se vapautuu ja erotetaan ribosomista. Ribosomaaliset alahiukkaset dissosioituvat, erottuvat mRNA:sta ja voivat osallistua seuraavan polypeptidiketjun synteesiin.
Mallin synteesireaktiot
Matriisisynteesireaktiot sisältävät:
- DNA:n itsekopiointi (replikaatio);
- mRNA:n, tRNA:n ja rRNA:n muodostuminen DNA-molekyylissä (transkriptio);
- proteiinien biosynteesi mRNA:ksi (translaatio).
Kaikille näille reaktioille on yhteistä se, että DNA-molekyyli yhdessä tapauksessa tai mRNA-molekyyli toisessa toimii matriisina, jolle muodostuu identtisiä molekyylejä. Elävien organismien kyky lisääntyä omalla tavallaan perustuu matriisisynteesireaktioihin.
Geeniekspression säätely
Monisoluisen organismin runko koostuu useista solutyypeistä. Ne eroavat rakenteeltaan ja toiminnaltaan, ts. eriytetty. Erot ilmenevät siinä, että mille tahansa kehon solulle välttämättömien proteiinien lisäksi kunkin tyypin solut syntetisoivat myös erikoistuneita proteiineja: keratiini muodostuu orvaskessä, hemoglobiini muodostuu punasoluissa jne. Solujen erilaistuminen johtuu ilmentyneiden geenien joukon muutoksesta, eikä siihen liity mitään peruuttamattomia muutoksia itse DNA-sekvenssien rakenteessa.
Kuva 9 esityksestä "Proteiinin biosynteesi" biologian tunneille aiheesta "Proteiinin biosynteesi"
Mitat: 960 x 720 pikseliä, muoto: jpg. Lataa ilmainen kuva biologian oppitunnille napsauttamalla kuvaa hiiren kakkospainikkeella ja napsauttamalla "Tallenna kuva nimellä...". Kuvien näyttämiseksi oppitunnilla voit myös ladata ilmaiseksi koko esityksen "Protein Biosynthesis.pptx" ja kaikki kuvat zip-arkistossa. Arkiston koko on 1719 kt.
Lataa esitysProteiinin biosynteesi
"Proteiinien toiminnot" - Näin vastaanotetaan signaaleja ulkoisesta ympäristöstä ja informaatio välittyy soluun.Kun 1 g proteiinia hajoaa lopputuotteiksi, vapautuu 17,6 kJ. Mitä on renaturaatio? Tehdään yhteenveto: 9. Katalyyttinen. Proteiinirakenteen palauttamista denaturoinnin jälkeen kutsutaan renaturaatioksi. Pimenov A.V. Proteiinit ovat yksi solun energianlähteistä.
"Proteiiniaine" - Esimerkiksi: kollageeni. Biologian opettaja: Boldyreva L. A. Tunnetaan 20 aminohappoa, joista proteiinit rakennetaan. . Esimerkki: keitetty muna. Aminohappo on orgaaninen aine, liukenemattomat proteiinit ovat säikeisiä. Ruokaproteiinit. . Suojaavat proteiinit. Proteiinin rakenne. Keho käyttää liikkumiseen. Energiaproteiinit.
"Proteiinit ja niiden toiminnot" - Katalyyttinen rooli. Moottorin toiminta. Proteiinien käsite. Proteiinihydrolyysi johtuu polypeptidisidosten hajoamisesta: Johtopäätös: Verisuonet, jänteet ja hiukset rakennetaan proteiineista. Proteiinin rakenne ja toiminnot. Proteiinien kemialliset ominaisuudet. proteiinit osallistuvat solukalvon, organellien ja solukalvojen muodostumiseen.
"Proteiinin biosynteesi" - Viitteet. Johdanto. 4. Sisältö. Proteiinien biosynteesi elävässä solussa. 7. 10. 9. Kaavio kasvi- ja eläinsoluista. 5. 6. 1. 8. 2. 3.
"Proteiinien biosynteesi" - Käännös (lat. siirto, translaatio). Transkriptio (latinalainen uudelleenkirjoitus). Tarkista itse. Proteiinien merkitys. Sisältö. Biosynteesin energia. Entsyymien rooli. Polypeptidiketjun synteesi ribosomissa. 5. Mikä on DNA-palalle kirjoitetun i-RNA:n nukleotidien sekvenssi: T-A-C-G-G-A-T-C-A-C-G-A A-T-G-C-C-T-A -G-T-G-C-T A-U-G-C-G-U-A-G-U-G-G-C-C-U-GU-C.
"Proteiinin biosynteesin biologia" - Nikolai Konstantinovich Koltsov (1872-1940). A.G. Ribosomien päätehtävä on proteiinisynteesi. Molekyylibiologian keskeinen dogma (pääpostulaatti) on matriisisynteesi. C. Antikodoni – nukleotiditripletti tRNA:n yläosassa. Proteiinin biosynteesi. Synteesin päätyttyä mRNA hajotetaan nukleotideiksi.
Esityksiä on yhteensä 8 kappaletta
Miten selittää lyhyesti ja selkeästi, mitä proteiinien biosynteesi on ja mikä sen merkitys on?
Jos olet kiinnostunut tästä aiheesta ja haluat parantaa koulutietoasi tai toistaa mitä olet jäänyt paitsi, tämä artikkeli on luotu sinua varten.
Mikä on proteiinien biosynteesi
Ensin sinun tulee tutustua biosynteesin määritelmään. Biosynteesi on luonnollisten orgaanisten yhdisteiden synteesi elävien organismien toimesta.
Yksinkertaisesti sanottuna se on erilaisten aineiden tuotantoa mikro-organismien avulla. Tällä prosessilla on tärkeä rooli kaikissa elävissä soluissa. Älkäämme unohtako monimutkaista biokemiallista koostumusta.
Transkriptio ja lähetys
Nämä ovat kaksi tärkeintä biosynteesin vaihetta.
Transkriptio latinan kielestä tarkoittaa "uudelleenkirjoittamista" - DNA:ta käytetään matriisina, joten syntetisoidaan kolmen tyyppistä RNA:ta (matriisi/lähettiläs, kuljetus, ribosomaaliset ribonukleiinihapot). Reaktio suoritetaan käyttämällä polymeraasia (RNA) ja käyttämällä suurta määrää adenosiinitrifosfaattia.
On kaksi päätoimintoa:
- Translaation lopun ja alun merkitseminen lisäämällä mRNA:ta.
- Silmukoinnin vuoksi toteutettu tapahtuma, joka puolestaan poistaa ei-informaation RNA-sekvenssejä, mikä vähentää templaattiribonukleiinihapon massaa 10-kertaisesti.
Lähettää latinasta tarkoittaa "translaatiota" - mRNA:ta käytetään matriisina, polypeptidiketjuja syntetisoidaan.
Lähetys sisältää kolme vaihetta, jotka voidaan esittää taulukkomuodossa:
- Ensimmäinen taso. Alku on kompleksin muodostuminen, joka osallistuu polypeptidiketjun synteesiin.
- Toinen vaihe. Venymä on tämän ketjun koon kasvua.
- Kolmas vaihe. Irtisanominen on edellä mainitun prosessin päätös.
Proteiinin biosynteesikaavio
Kaavio näyttää kuinka prosessi etenee.
Tämän piirin telakointipiste on ribosomit, joissa proteiini syntetisoidaan. Yksinkertaisessa muodossa synteesi suoritetaan kaavion mukaisesti
DNA > PHK > proteiini.
Ensimmäinen vaihe on transkriptio, jossa molekyyli muutetaan yksijuosteiseksi lähettiribonukleiinihapoksi (mRNA). Se sisältää tietoa proteiinin aminohapposekvenssistä.
Seuraava mRNA:n pysäkki on ribosomi, jossa itse synteesi tapahtuu. Tämä tapahtuu translaation, polypeptidiketjun muodostumisen kautta. Tämän run-of-the-mill -ohjelman jälkeen tuloksena oleva proteiini kuljetetaan eri paikkoihin tiettyjen tehtävien suorittamiseksi.
Proteiinin biosynteesiprosessorien sekvenssi
Proteiinin biosynteesi on monimutkainen mekanismi, joka sisältää kaksi edellä mainittua vaihetta, nimittäin transkription ja translaation. Transkriptiovaihe tapahtuu ensin (se on jaettu kahteen tapahtumaan).
Jälkeen tulee translaatio, jossa kaikki RNA-tyypit osallistuvat, jokaisella on oma tehtävänsä:
- Informatiivinen – matriisin rooli.
- Kuljetus - aminohappojen lisääminen, kodonien määrittäminen.
- Ribosomaalinen - mRNA:ta tukevien ribosomien muodostuminen.
- Kuljetus – polypeptidiketjun synteesi.
Mitkä solukomponentit osallistuvat proteiinien biosynteesiin?
Kuten olemme jo sanoneet, biosynteesi on jaettu kahteen vaiheeseen. Jokainen vaihe sisältää omat osansa. Ensimmäisessä vaiheessa se on deoksiribonukleiinihappoa, lähetti- ja siirto-RNA:ta sekä nukleotideja.
Toinen vaihe sisältää seuraavat komponentit: mRNA, tRNA, ribosomit, nukleotidit ja peptidit.
Mitkä ovat proteiinien biosynteesireaktioiden piirteet solussa?
Luettelo biosynteesireaktioiden ominaisuuksista sisältää:
- ATP-energian käyttö kemiallisiin reaktioihin.
- On entsyymejä, joiden tehtävänä on nopeuttaa reaktioita.
- Reaktiolla on matriisiluonteinen, koska proteiini syntetisoituu mRNA:lla.
Merkkejä proteiinien biosynteesistä solussa
Tällaiselle monimutkaiselle prosessille on tietysti ominaista erilaiset merkit:
- Ensimmäinen niistä on entsyymien läsnäolo, joita ilman itse prosessi ei olisi mahdollinen.
- Kaikki kolme RNA-tyyppiä ovat mukana, tästä voimme päätellä, että RNA:lla on keskeinen rooli.
- Molekyylien muodostuminen tapahtuu monomeerien, nimittäin aminohappojen, avulla.
- On myös syytä huomata, että tietyn proteiinin spesifisyys määräytyy aminohappojen järjestelyn mukaan.
Johtopäätös
Monisoluinen organismi on laitteisto, joka koostuu erilaisista solutyypeistä, jotka ovat erilaistuneita - rakenteeltaan ja toiminnaltaan erilaisia. Proteiinien lisäksi on tämäntyyppisiä soluja, jotka myös syntetisoivat omaa lajiaan, tämä on ero.
Johdanto
Elämä on proteiinikappaleiden olemassaolon tapa. Tämä Friedrich Engelsin antama määritelmä osoittaa proteiinien poikkeuksellisen roolin organismien toiminnassa. Proteiinin biosynteesi- erittäin monimutkainen ja energiaa kuluttava prosessi. Se on solujen elämän perusta.
Proteiinisynteesi suoritetaan ribosomeissa ja se tapahtuu useissa vaiheissa kaavion mukaisesti DNARNA-proteiini. Kaksijuosteinen DNA-molekyyli transkriptoidaan yksijuosteiseksi RNA-molekyyliksi komplementaarisuuden periaatteen perusteella. Tuloksena on lähetti-RNA, joka sisältää tietoa proteiinin aminohapposekvenssistä. Seuraavaksi mRNA saapuu ribosomiin ja matriisin tavoin proteiini syntetisoituu sen kautta kääntämällä geneettistä tietoa nukleotidisekvenssin kielestä aminohapposekvenssin kielelle. Askel askeleelta rakennetaan polypeptidiketju, joka muuntuu synteesin aikana ja sen jälkeen biologisesti aktiiviseksi proteiiniksi. Syntetisoitu proteiini kuljetetaan solun eri osiin suorittamaan tehtävänsä.
Proteiinien aminohapposekvenssin koodaus suoritetaan tiettyjen sääntöjen mukaisesti geneettinen koodi. Geneettisen koodin purkaminen on erittäin merkittävä tieteen saavutus. Koodi selittää proteiinisynteesin mekanismin, mutaatioiden alkuperän ja muut biologiset ilmiöt.
Röntgendiffraktioanalyysi ja muut nykyaikaiset tutkimusmenetelmät ovat edistyneet suuresti proteiinien biosynteesin ja muiden molekyylibiologian näkökohtien tutkimuksessa. Mutta siitä huolimatta joidenkin elintärkeiden makromolekyylien avaruudellisia rakenteita ei ole vielä vahvistettu. Tiede ei ole vielä vastannut moniin proteiinisynteesiä koskeviin kysymyksiin.
Proteiinibiosynteesin yleinen kaavio
Proteiinibiosynteesin yleinen kaavio solussa: DNARNA-proteiini (kuva 1).
Kuva 1. Proteiinibiosynteesin yleinen kaavio solussa
Transkriptio. Yksittäiset kaksijuosteisen DNA:n osat (geenit) toimivat templaatteina niissä olevien yksijuosteisten RNA-ketjujen synteesille komplementaarisuuden periaatteen mukaisesti. Transkriptio tapahtuu kolmessa vaiheessa: aloitus, elongaatio, lopetus.
Käsittely ja kuljetus. Synteesiprosessin aikana RNA:ssa tapahtuu muutoksia, joiden seurauksena se muuttuu kypsäksi proteiinisynteesiin sopivaksi molekyyliksi. Tuloksena oleva lähetti-RNA (mRNA) siirretään sitten ribosomeihin ohjelmana, joka määrittää syntetisoitavan proteiinin aminohapposekvenssin.
Aminohappojen aktivointi ja hyväksyminen. Proteiinit koostuvat aminohapoista, mutta ribosomi ei pysty suoraan käyttämään solun vapaita aminohappoja. Jokainen aminohappo aktivoituu ensin ATP:llä ja kiinnittyy sitten erityiseen RNA-molekyyliin - siirto-RNA:han (tRNA) ribosomin ulkopuolelle. Tuloksena oleva aminoasyyli-tRNA menee ribosomiin proteiinisynteesin substraattina.
Lähettää. Tietovirta mRNA:n muodossa ja materiaalivirta aminoasyyli-tRNA:n muodossa saapuvat ribosomeihin, jotka kääntävät (kääntävät) geneettisen tiedon mRNA:n nukleotidisekvenssin kielestä aminohapposekvenssin kielelle. Jokainen ribosomi liikkuu mRNA:ta pitkin päästä toiseen ja sen mukaisesti valitsee ympäristöstä ne aminoasyyli-tRNA:t, jotka vastaavat (komplementaarisia) ribosomissa tällä hetkellä sijaitsevia nukleotidien triplettiyhdistelmiä. Valitun aminoasyyli-tRNA:n aminohappotähde on joka kerta kiinnittynyt kovalenttisesti ribosomin toimesta kasvavaan polypeptidiketjuun, ja deasyloitu tRNA vapautuu ribosomista liuokseen. Näin polypeptidiketju rakennetaan peräkkäin.
Toiminnallisen proteiinin muodostuminen. Synteesin aikana polypeptidiketju vapautuu ribosomista ja laskostuu palloksi. Proteiinin laskostumiseen ja kuljetukseen liittyy entsymaattisia modifikaatioita (proteiinin käsittely).
Huolimatta proteiinien biosynteesilaitteiston suuresta monimutkaisuudesta, se etenee erittäin suurella nopeudella. Tuhansien erilaisten proteiinien synteesi kussakin solussa on tiukasti määrättyä - tietyissä metabolisissa olosuhteissa syntetisoituu vain tarvittava määrä molekyylejä kustakin proteiinista.
