Hlavní otázkou genetiky je otázka syntézy bílkovin. Shrnující údaje o struktuře a syntéze DNA a RNA, Crick v roce 1960. navrhl maticovou teorii syntézy proteinů založenou na 3 ustanoveních:

1. Komplementarita dusíkatých bází DNA a RNA.

2. Lineární sekvence umístění genů v molekule DNA.

3. K přenosu dědičné informace může dojít pouze s nukleová kyselina pro jádro nebo protein.

Z proteinu na protein je přenos dědičné informace nemožný. Templátem pro syntézu proteinů tedy mohou být pouze nukleové kyseliny.

Syntéza bílkovin vyžaduje:

1. DNA (geny), na kterých se syntetizují molekuly.

2. RNA - (i-RNA) nebo (m-RNA), r-RNA, t-RNA

V procesu syntézy proteinů se rozlišují fáze: transkripce a translace.

Transkripce- sčítání (přepis) informací o struktuře jádra z DNA na RNA (t-RNA, a RNA, r-RNA).

Čtení dědičné informace začíná určitým úsekem DNA, který se nazývá promotor. Promotor je umístěn před genem a obsahuje asi 80 nukleotidů.

Na vnějším řetězci molekuly DNA se syntetizuje i-RNA (intermediární), která slouží jako matrice pro syntézu proteinů, a proto se nazývá matrice. Jde o přesnou kopii sekvence nukleotidů na řetězci DNA.

V DNA jsou oblasti, které neobsahují genetické informace(introny). Úseky DNA, které obsahují informace, se nazývají exony.

V jádře jsou speciální enzymy, které oddělují introny, a fragmenty exonů se „spojují“ dohromady v přísném pořadí do společného vlákna, tento proces se nazývá „sestřih“. Při sestřihu vzniká zralá mRNA, která obsahuje informace nezbytné pro syntézu proteinů. Zralá mRNA (matricová RNA) prochází póry jaderné membrány a vstupuje do kanálků endoplazmatického retikula (cytoplazmy) a zde se spojuje s ribozomy.

Přenos- sekvence nukleotidů v i-RNA je přeložena do přísně uspořádané sekvence aminokyselin v molekule syntetizovaného proteinu.

Translační proces zahrnuje 2 stupně: aktivaci aminokyselin a přímou syntézu molekuly proteinu.

Jedna molekula mRNA se váže na 5-6 ribozomů za vzniku polysomů. Na molekule mRNA dochází k syntéze proteinů, po které se pohybují ribozomy. Během tohoto období jsou aminokyseliny v cytoplazmě aktivovány speciálními enzymy vylučovanými enzymy vylučovanými mitochondriemi, přičemž každý z nich má svůj specifický enzym.

Téměř okamžitě se aminokyseliny navážou na jiný typ RNA – rozpustnou RNA s nízkou molekulovou hmotností, která funguje jako aminokyselinový nosič molekuly mRNA a nazývá se transport (t-RNA). tRNA přenáší aminokyseliny do ribozomů na určité místo, kde se do této doby nachází molekula mRNA. Poté jsou aminokyseliny spojeny dohromady peptidovými vazbami a vzniká molekula proteinu. Na konci syntézy proteinů se molekula postupně vyloučí z mRNA.

Na jedné molekule mRNA se vytvoří 10-20 molekul proteinu a v některých případech i mnohem více.

Nejobskurnější otázkou při syntéze proteinů je, jak tRNA najde vhodné místo mRNA, ke kterému se musí připojit aminokyselina, kterou přináší.

Posloupnost uspořádání dusíkatých bází v DNA, která určuje uspořádání aminokyselin v syntetizované bílkovině, je genetickým kódem.

Protože to samé dědičné informace„Zaznamenáno“ v nukleových kyselinách čtyřmi znaky (dusíkaté báze) a v proteinech dvaceti (aminokyseliny). Problém genetického kódu se redukuje na vytvoření korespondence mezi nimi. Genetici, fyzici a chemici sehráli důležitou roli při rozluštění genetického kódu.

Pro rozluštění genetického kódu bylo v první řadě nutné zjistit, jaký je minimální počet nukleotidů, které mohou určovat (kódovat) vznik jedné aminokyseliny. Pokud by každá z 20 aminokyselin byla kódována jednou bází, pak by DNA musela mít 20 různých bází, ale ve skutečnosti jsou pouze 4. Je zřejmé, že kombinace dvou nukleotidů také nestačí na kódování 20 aminokyselin. Může kódovat pouze 16 aminokyselin 4 2 = 16.

Poté bylo navrženo, že kód obsahuje 3 nukleotidy 4 3 = 64 kombinací, a proto je schopen kódovat více než dostatek aminokyselin k vytvoření jakýchkoli proteinů. Tato kombinace tří nukleotidů se nazývá tripletový kód.

Kód má následující vlastnosti:

1. Genetický kód je triplet(každá aminokyselina je kódována třemi nukleotidy).

2. Degenerace- jedna aminokyselina může být kódována více triplety, výjimkou je tryptofan a methionin.

3. V kodonech pro jednu aminokyselinu jsou první dva nukleotidy stejné a třetí se mění.

4. Nepřekrývající se– trojčata se navzájem nepřekrývají. Jeden triplet nemůže být součástí druhého, každý z nich nezávisle kóduje svou vlastní aminokyselinu. Proto mohou být v blízkosti polypeptidového řetězce libovolné dvě aminokyseliny a je možná jakákoli jejich kombinace, tzn. v sekvenci bází ABCDEFGHI první tři báze kódují 1 aminokyselinu (ABC-1), (DEF-2) atd.

5. univerzální, těch. ve všech organismech jsou kodony pro určité aminokyseliny stejné (od heřmánku po člověka). Univerzálnost kódu svědčí o jednotě života na zemi.

6. Klečení- shoda uspořádání kodonů v mRNA s pořadím aminokyselin v syntetizovaném polypeptidovém řetězci.

Kodon je triplet nukleotidů, který kóduje 1 aminokyselinu.

7. Nesmyslné Nekóduje žádnou aminokyselinu. Syntéza bílkovin v tomto místě je přerušena.

V minulé roky ukázalo se, že univerzalita genetického kódu je v mitochondriích narušena, čtyři kodony v mitochondriích změnily svůj význam, např. kodon UGA - odpovědi na tryptofan místo "STOP" - zastavení syntézy bílkovin. AUA – odpovídá methionin – místo „isoleucinu“.

Objev nových kodonů v mitochondriích může sloužit jako důkaz, že se kód vyvinul a že se tak okamžitě nestal.

Nechť lze schematicky vyjádřit dědičnou informaci z genu do molekuly proteinu.

DNA - RNA - protein

Studium chemického složení buněk ukázalo, že různé tkáně téhož organismu obsahují různou sadu proteinových molekul, přestože mají stejný počet chromozomů a stejnou genetickou dědičnou informaci.

Zaznamenáváme následující okolnost: navzdory přítomnosti všech genů celého organismu v každé buňce funguje jen velmi málo genů v jedné buňce – od desetin po několik procent celkový počet. Zbytek oblastí je „tichý“, blokují je speciální proteiny. To je pochopitelné, proč například geny pro hemoglobin fungují nervová buňka? Stejně jako buňka diktuje, které geny mají mlčet a které pracovat, mělo by se předpokládat, že buňka má nějaký dokonalý mechanismus, který reguluje aktivitu genů, který určuje, které geny mají být v danou chvíli aktivní a které naopak v neaktivním (represivním) stavu. Takový mechanismus se podle francouzských vědců F. Jacoba a J. Monoda nazýval indukce a represe.

Indukce- stimulace syntézy bílkovin.

Represe- inhibice syntézy bílkovin.

Indukce zajišťuje práci těch genů, které syntetizují protein nebo enzym a která je nezbytná pro tuto fáziživotaschopnost buněk.

Zvířata důležitá role hormony hrají roli v regulaci genů buněčné membrány; v rostlinách, podmínkách prostředí a dalších vysoce specializovaných induktorech.

Příklad: když se do média přidá hormon štítné žlázy, dojde k rychlé přeměně pulců na žáby.

Mléčný cukr (laktóza) je nezbytný pro normální fungování bakterie E (Coli). Pokud prostředí, ve kterém se bakterie nachází, neobsahuje laktózu, jsou tyto geny v represivním stavu (tj. nefungují). Laktóza zavedená do média je induktor, včetně genů odpovědných za syntézu enzymů. Po odstranění laktózy z média se syntéza těchto enzymů zastaví. Roli represoru tedy může plnit látka, která se v buňce syntetizuje, a pokud její obsah překročí normu, nebo dojde k jejímu spotřebování.

Na syntéze proteinů nebo enzymů se podílejí různé typy genů.

Všechny geny jsou v molekule DNA.

Jejich funkce nejsou stejné:

- strukturální - geny ovlivňující syntézu enzymu nebo proteinu jsou v molekule DNA umístěny postupně za sebou v pořadí jejich vlivu na průběh syntézní reakce, nebo lze také říci strukturní geny - jsou to geny, které nesou informaci o aminokyselinová sekvence.

- akceptor- geny nenesou dědičnou informaci o struktuře proteinu, regulují práci strukturních genů.

Než bude skupina strukturálních genů pro ně společným genem - operátor, a před ním promotér. Obecně se tato funkční skupina nazývá opeřený.

Celá skupina genů jednoho operonu je zahrnuta do procesu syntézy a současně je od něj vypnuta. Zapínání a vypínání strukturálních genů je podstatou celého procesu regulace.

Funkci zapínání a vypínání plní speciální úsek molekuly DNA - genový operátor. Genový operátor je výchozím bodem syntézy bílkovin nebo, jak se říká, „čtení“ genetické informace. dále ve stejné molekule v určité vzdálenosti je gen - regulátor, pod jehož kontrolou vzniká protein zvaný represor.

Ze všeho výše uvedeného je vidět, že syntéza bílkovin je velmi obtížná. Buněčný genetický systém pomocí mechanismů represe a indukce může přijímat signály o nutnosti zahájit a ukončit syntézu konkrétního enzymu a provést tento proces danou rychlostí.

Problém regulace působení genů ve vyšších organismech má velký praktický význam v chovu zvířat a medicíně. Stanovení faktorů regulujících syntézu proteinů by otevřelo široké možnosti kontroly ontogeneze, vytvořilo by se vysoce produktivní zvířata i zvířata odolná vůči dědičným chorobám.

Kontrolní otázky:

1. Vyjmenuj vlastnosti genů.

2. Co je to gen?

3. Jaký je biologický význam DNA, RNA.

4. Vyjmenujte fáze syntézy bílkovin

5. Vyjmenujte vlastnosti genetického kódu.

Biosyntéza bílkovin probíhá v každé živé buňce. Nejaktivnější je v mladých rostoucích buňkách, kde se syntetizují proteiny pro stavbu jejich organel, a také v sekrečních buňkách, kde se syntetizují enzymové proteiny a hormonální proteiny.

Hlavní roli při určování struktury bílkovin má DNA. Část DNA obsahující informace o struktuře jednoho proteinu se nazývá gen. Molekula DNA obsahuje několik stovek genů. Molekula DNA obsahuje kód pro sekvenci aminokyselin v proteinu ve formě definitivně spojených nukleotidů. Kód DNA byl téměř úplně rozluštěn. Jeho podstata je následující. Každá aminokyselina odpovídá části řetězce DNA tří sousedních nukleotidů.

Například, sekce T-T-T odpovídá aminokyselině lysinu, segment A-C-A- cystin, C-A-A - valin atd. Existuje 20 různých aminokyselin, počet možných kombinací 4 nukleotidů po 3 je 64. Proto je dostatek tripletů v přebytku pro kódování všech aminokyselin.

Syntéza proteinů je komplexní vícestupňový proces představující řetězec syntetických reakcí probíhajících na principu syntézy matrice.

Protože se DNA nachází v buněčném jádře a syntéza proteinů probíhá v cytoplazmě, existuje prostředník, který přenáší informace z DNA do ribozomů. Takovým prostředníkem je mRNA. :

Při biosyntéze bílkovin se určují následující fáze, které probíhají v různých částech buňky:

1. První fáze - syntéza i-RNA nastává v jádře, během níž se informace obsažené v genu DNA přepisují na i-RNA. Tento proces se nazývá transkripce (z latinského „přepis“ – přepisování).
2. Ve druhé fázi jsou aminokyseliny kombinovány s molekulami t-RNA, které se postupně skládají ze tří nukleotidů - antikodonů, pomocí kterých je určen jejich tripletový kodon.
3. Třetí fází je proces přímé syntézy polypeptidových vazeb, tzv. translace. Vyskytuje se v ribozomech.
4. Ve čtvrté fázi dochází k tvorbě sekundární a terciární struktury proteinu, to znamená k vytvoření konečné struktury proteinu.

V procesu biosyntézy proteinů se tak nové molekuly proteinů tvoří v souladu s přesnou informací uloženou v DNA. Tento proces zajišťuje obnovu bílkovin, metabolické procesy, růst a vývoj buněk, tedy všechny procesy vitální aktivity buňky.

Chromozomy (z řeckého "chroma" - barva, "soma" - tělo) jsou velmi důležité struktury buněčného jádra. hrají si vedoucí role v procesu buněčného dělení, zajišťujícího přenos dědičné informace z jedné generace na druhou. Jsou to tenké řetězce DNA připojené k proteinům. Vlákna se nazývají chromatidy a jsou tvořeny DNA, bazickými proteiny (histony) a kyselými proteiny.

V nedělící se buňce vyplňují chromozomy celý objem jádra a nejsou viditelné pod mikroskopem. Před začátkem dělení dochází ke spirálování DNA a každý chromozom se stává viditelným pod mikroskopem. Během spiralizace se chromozomy zmenšují desetitisíckrát. V tomto stavu chromozomy vypadají jako dvě identická vlákna (chromatidy) ležící vedle sebe, spojené společným místem – centromerou.

Každý organismus se vyznačuje stálým počtem a strukturou chromozomů. V somatických buňkách jsou chromozomy vždy párové, to znamená, že v jádře jsou dva stejné chromozomy, které tvoří jeden pár. Takové chromozomy se nazývají homologní a párové sady chromozomů v somatických buňkách se nazývají diploidní.

Diploidní sada chromozomů u lidí se tedy skládá ze 46 chromozomů, které tvoří 23 párů. Každý pár se skládá ze dvou identických (homologních) chromozomů.

Strukturní znaky chromozomů umožňují rozlišit jejich 7 skupin, které se označují latinskými písmeny A, B, C, D, E, F, G. Všechny páry chromozomů mají pořadová čísla.

Muži a ženy mají 22 párů identických chromozomů. Říká se jim autozomy. Muži a ženy se liší jedním párem chromozomů, které se nazývají pohlavní chromozomy. Označují se písmeny - velké X (skupina C) a malé Y (skupina C,). Ženské tělo má 22 párů autozomů a jeden pár (XX) pohlavních chromozomů. Muži mají 22 párů autozomů a jeden pár (XY) pohlavních chromozomů.

Na rozdíl od somatických buněk obsahují zárodečné buňky polovinu sady chromozomů, to znamená, že obsahují jeden chromozom z každého páru! Takový soubor se nazývá haploidní. Haploidní sada chromozomů vzniká v procesu buněčného zrání.

Život je proces existence molekul bílkovin. Tak to vyjadřuje mnoho vědců, kteří jsou přesvědčeni, že bílkoviny jsou základem všeho živého. Tyto soudy jsou naprosto správné, protože tyto látky v buňce největší počet hlavní funkce. Všichni ostatní organické sloučeniny hrají roli energetických substrátů a energie je opět potřebná pro syntézu molekul bílkovin.

Charakterizace stádia biosyntézy proteinů

Struktura proteinu je kódována v jádru nebo RNA) ve formě kodonů. Jedná se o dědičnou informaci, která se reprodukuje pokaždé, když buňka potřebuje novou bílkovinnou látku. Začátek biosyntézy je v jádře o nutnosti syntetizovat nový protein s již danými vlastnostmi.

V reakci na to je despiralizována oblast nukleové kyseliny, kde je zakódována její struktura. Toto místo je duplikováno messenger RNA a přeneseno na ribozomy. Jsou zodpovědné za budování polypeptidového řetězce založeného na matrici - messenger RNA. Stručně, všechny fáze biosyntézy jsou prezentovány následovně:

• transkripce (fáze zdvojení části DNA s kódovanou proteinovou strukturou);
• zpracování (etapa tvorby informační RNA);
• translace (syntéza proteinů v buňce založená na messenger RNA);
• posttranslační modifikace ("zrání" polypeptidu, tvorba jeho objemové struktury).

Transkripce nukleové kyseliny

Veškerá syntéza proteinů v buňce je prováděna ribozomy a informace o molekulách jsou obsaženy v jádru nebo DNA). Nachází se v genech: každý gen je specifický protein. Geny obsahují informace o aminokyselinové sekvenci nového proteinu. V případě DNA se odstranění genetického kódu provádí takto:

• začíná uvolňování místa nukleové kyseliny z histonů, dochází k despiralizaci;
• DNA polymeráza zdvojnásobuje část DNA, která uchovává gen pro protein;
• zdvojený úsek je prekurzorem messenger RNA, který je zpracován enzymy k odstranění nekódujících inzertů (na jeho základě je syntetizována mRNA).

Na základě messenger RNA se syntetizuje mRNA. Je to již matrice, po které dochází k syntéze proteinů v buňce na ribozomech (v drsném endoplazmatickém retikulu).

Syntéza ribozomálních proteinů

Messenger RNA má dva konce, které jsou uspořádány jako 3`-5`. Čtení a syntéza proteinů na ribozomech začíná na 5' konci a pokračuje k intronu, oblasti, která nekóduje žádnou z aminokyselin. Stává se to takto:

• messenger RNA je „navlečena“ na ribozom, připojuje první aminokyselinu;
• ribozom se posune podél messenger RNA o jeden kodon;
• transferová RNA poskytuje požadovanou (kódovanou daným kodonem mRNA) alfa-aminokyselinu;
• aminokyselina se připojí k výchozí aminokyselině za vzniku dipeptidu;
• pak je mRNA opět posunuta o jeden kodon, alfa-aminokyselina je přenesena a připojena k rostoucímu peptidovému řetězci.

Jakmile ribozom dosáhne intronu (nekódující inzert), messenger RNA se jednoduše přesune dál. Poté, jak messenger RNA postupuje, ribozom opět dosáhne exonu - místa, jehož nukleotidová sekvence odpovídá specifické aminokyselině.

Od tohoto bodu opět začíná přidávání proteinových monomerů do řetězce. Proces pokračuje, dokud se neobjeví další intron nebo dokud se neobjeví stop kodon. Ten zastavuje syntézu polypeptidového řetězce, načež se považuje za dokončenou a začíná fáze postsyntetické (posttranslační) modifikace molekuly.

Posttranslační modifikace

Po translaci dochází k syntéze proteinů v hladkých cisternách, které obsahují malý počet ribozomů. V některých buňkách mohou v OZE zcela chybět. Takové oblasti jsou potřeba k vytvoření nejprve sekundární, poté terciární nebo, je-li naprogramována, kvartérní struktury.

Veškerá syntéza bílkovin v buňce probíhá s vynaložením obrovského množství energie ATP. Proto jsou k udržení biosyntézy proteinů potřeba všechny další biologické procesy. Část energie je navíc potřebná pro přenos bílkovin v buňce aktivním transportem.

Mnoho z proteinů se přenáší z jednoho místa v buňce do jiného za účelem modifikace. K posttranslační syntéze proteinů dochází zejména v Golgiho komplexu, kde je sacharidová nebo lipidová doména připojena k polypeptidu určité struktury.

Biosyntéza bílkovin a genetický kód

Definice 1

Biosyntéza bílkovin- enzymatický proces syntézy bílkovin v buňce. Zahrnuje tři konstrukční prvky buňky - jádro, cytoplazma, ribozomy.

V buněčném jádře molekuly DNA uchovávají informace o všech proteinech, které jsou v něm syntetizovány, zašifrované pomocí čtyřpísmenného kódu.

Definice 2

Genetický kód- Jedná se o sekvenci nukleotidů v molekule DNA, která určuje sekvenci aminokyselin v molekule proteinu.

Vlastnosti genetického kódu jsou následující:

Genetický kód je triplet, to znamená, že každá aminokyselina má svůj vlastní triplet ( kodon), sestávající ze tří sousedních nukleotidů.

Příklad 1

Aminokyselina cystein je kódována tripletem A-C-A a valin tripletem C-A-A.

Kód se nepřekrývá, to znamená, že nukleotid nemůže být součástí dvou sousedních tripletů.

Kód je degenerovaný, to znamená, že jedna aminokyselina může být kódována několika triplety.

Příklad 2

Aminokyselina tyrosin je kódována dvěma triplety.

Kód nemá čárky (oddělovací znaky), informace se čte v trojicích nukleotidů.

Definice 3

Gen - úsek molekuly DNA, který se vyznačuje určitou sekvencí nukleotidů a podmiňuje syntézu jednoho polypeptidového řetězce.

Kód je univerzální, tedy stejný pro všechny živé organismy – od bakterií až po člověka. Všechny organismy mají stejných 20 aminokyselin kódovaných stejnými triplety.

Etapy biosyntézy proteinů: transkripce a translace

Struktura jakékoli molekuly proteinu je zakódována v DNA, která se přímo nepodílí na její syntéze. Slouží pouze jako templát pro syntézu RNA.

Proces biosyntézy bílkovin probíhá na ribozomech, které se nacházejí převážně v cytoplazmě. To znamená, že k přenosu genetické informace z DNA do místa syntézy bílkovin je zapotřebí prostředník. Tuto funkci vykonává mRNA.

Definice 4

Proces syntézy molekuly mRNA na jednom řetězci molekuly DNA na principu komplementarity se nazývá tzv. transkripce nebo přepisování.

Transkripce probíhá v buněčném jádře.

Transkripční proces neprobíhá současně na celé molekule DNA, ale pouze na její malé části, která odpovídá konkrétnímu genu. V tomto případě se část dvoušroubovice DNA odvine a obnaží se krátký úsek jednoho z vláken – nyní bude fungovat jako templát pro syntézu mRNA.

Poté se enzym RNA polymeráza pohybuje podél tohoto řetězce a spojuje nukleotidy do řetězce mRNA, který se prodlužuje.

Poznámka 2

Transkripce může probíhat současně na několika genech na stejném chromozomu a na genech na různých chromozomech.

Výsledná mRNA obsahuje nukleotidovou sekvenci, která je přesnou kopií nukleotidové sekvence na templátu.

Poznámka 3

Pokud má molekula DNA dusíkaté báze cytosin, dále v mRNA - guanin a naopak. Komplementární pár v DNA je adenin-thymin, zatímco RNA obsahuje uracil místo thyminu.

Dva další typy RNA, tRNA a rRNA, jsou také syntetizovány na speciálních genech.

Začátek a konec syntézy všech typů RNA na templátu DNA jsou přísně fixovány speciálními triplety, které řídí začátek (zahájení) a zastavení (terminální) syntézy. Plní funkce „oddělování značek“ mezi geny.

Kombinace tRNA s aminokyselinami se vyskytuje v cytoplazmě. Molekula tRNA má tvar jetelového listu, na jeho vrcholu je umístěna antikodon- triplet nukleotidů, který kóduje aminokyselinu, kterou tato tRNA nese.

Kolik typů aminokyselin, tolik tRNA existuje.

Poznámka 4

Protože mnoho aminokyselin může být kódováno několika triplety, počet tRNA je více než 20 (je známo asi 60 tRNA).

Ke spojení tRNA s aminokyselinami dochází za účasti enzymů. Molekuly tRNA transportují aminokyseliny do ribozomů.

Definice 5

Přenos- jedná se o proces, při kterém se informace o struktuře proteinu, zaznamenaná v mRNA ve formě sekvence nukleotidů, realizuje ve formě sekvence aminokyselin v molekule proteinu, která je syntetizována.

Tento proces se provádí v ribozomech.

Nejprve se mRNA připojí k ribozomu. První ribozom je „navlečen“ na mRNA, která syntetizuje protein. Když se ribozom přesune na konec uvolněné mRNA, nový ribozom je „navlečený“. Na jedné mRNA může být současně více než 80 ribozomů, které syntetizují stejný protein. Tato skupina ribozomů připojených k jedné mRNA se nazývá polyribozom nebo polysome. Typ proteinu, který je syntetizován, není určen ribozomem, ale informací zaznamenanou na mRNA. Může se syntetizovat stejný ribozom různé proteiny. Po dokončení syntézy proteinů je ribozom oddělen od mRNA a protein vstupuje do endoplazmatického retikula.

Každý ribozom se skládá ze dvou podjednotek, malé a velké. Molekula mRNA je připojena k malé podjednotce. V místě kontaktu mezi ribozomem a iRN je 6 nukleotidů (2 triplety). K jedné z nich se z cytoplazmy neustále přibližují tRNA s různými aminokyselinami a dotýká se jí antikodon kodonu mRNA. Pokud se kodon a antikodonové triplety ukáží jako komplementární, a peptidová vazba. Spojení aminokyselin do molekuly proteinu se provádí za účasti enzymu syntetázy. Molekula tRNA daruje aminokyselinu a vstupuje do cytoplazmy, zatímco ribozom přesune jeden triplet nukleotidů. Takto je sekvenčně syntetizován polypeptidový řetězec. To vše pokračuje, dokud ribozom nedosáhne jednoho ze tří terminačních kodonů: UAA, UAG nebo UGA. Poté se syntéza bílkovin zastaví.

Poznámka 5

Sekvence kodonů mRNA tedy určuje sekvenci, ve které jsou aminokyseliny zahrnuty v proteinovém řetězci. Syntetizované proteiny vstupují do kanálků endoplazmatického retikula. Jedna molekula proteinu v buňce je syntetizována za 1-2 minuty.

Jak stručně a jasně vysvětlit, co je to biosyntéza bílkovin a jaký je její význam?

Pokud vás toto téma zajímá a chtěli byste si zlepšit školní znalosti nebo zopakovat mezery, pak je tento článek vytvořen právě pro vás.

Co je to biosyntéza bílkovin

Za prvé, stojí za to seznámit se s definicí biosyntézy. Biosyntéza je syntéza přírodních organických sloučenin živými organismy.

Zjednodušeně řečeno jde o výrobu různých látek pomocí mikroorganismů. Tento proces hraje důležitou roli ve všech živých buňkách. Nezapomeňte na složité biochemické složení.

Přepis a vysílání

To jsou dva nejdůležitější kroky v biosyntéze.

Transkripce z latiny znamená "přepisování" - DNA se používá jako matrice, takže dochází k syntéze tři typy RNA (matricová / informační, transportní, ribozomální ribonukleové kyseliny). Reakce se provádí pomocí polymerázy (RNA) a za použití velkého množství adenosintrifosfátu.

Existují dvě hlavní akce:

1. Označení konce a začátku translace přidáním mRNA.
2. Událost prováděná v důsledku sestřihu, který zase odstraňuje neinformativní sekvence RNA, čímž se hmotnost matrice ribonukleové kyseliny 10krát sníží.

Přenos z latiny znamená „překlad“ – jako templát se používá mRNA, syntetizují se polypeptidové řetězce.

Překlad zahrnuje tři fáze, které mohou být prezentovány ve formě tabulky:

1. První etapa. Iniciace je tvorba komplexu, který se podílí na syntéze polypeptidového řetězce.
2. Druhá fáze. Prodloužení je zvětšení velikosti tohoto řetězce.
3. Třetí etapa. Ukončení je ukončením výše uvedeného procesu.

Schéma biosyntézy proteinů

Diagram ukazuje, jak proces probíhá.

Dokovacím bodem tohoto okruhu jsou ribozomy, ve kterých je protein syntetizován. V jednoduché formě se syntéza provádí podle schématu

DNA > RNA > protein.

Začíná první fáze transkripce, ve které se molekula změní na jednovláknovou messengerovou ribonukleovou kyselinu (mRNA). Obsahuje informace o aminokyselinové sekvenci proteinu.

Další zastávkou mRNA bude ribozom, kde probíhá samotná syntéza. To se děje translací, tvorbou polypeptidového řetězce. Po tomto běžném schématu je výsledný protein transportován na různá místa, kde plní určité úkoly.

Sekvence procesorů biosyntézy proteinů

Biosyntéza proteinů je komplexní mechanismus, který zahrnuje dva výše uvedené kroky, a to transkripci a translaci. Nejprve nastává transkribované stadium (je rozděleno do dvou událostí).

Poté přijde translace, na které se podílejí všechny typy RNA, každá má svou vlastní funkci:

1. Informační - role matice.
2. Transport - adice aminokyselin, stanovení kodonů.
3. Ribozomální – tvorba ribozomů, které podporují mRNA.
4. Transport - syntéza polypeptidového řetězce.

Jaké složky buňky se podílejí na syntéze bílkovin

Jak jsme již řekli, biosyntéza se dělí na dvě etapy. Každá fáze má své vlastní komponenty. V první fázi jsou to deoxyribonukleová kyselina, messenger a přenosová RNA a nukleotidy.

Ve druhé fázi se jedná o následující složky: mRNA, tRNA, ribozomy, nukleotidy a peptidy.

Jaké jsou vlastnosti reakcí biosyntézy bílkovin v buňce

Seznam vlastností biosyntetických reakcí by měl zahrnovat:

1. Využití energie ATP pro chemické reakce.
2. Existují enzymy, které urychlují reakce.
3. Reakce má matricový charakter, protože protein je syntetizován na mRNA.

Známky biosyntézy bílkovin v buňce

Takový složitý proces se samozřejmě vyznačuje různými znaky:

1. První z nich je, že existují enzymy, bez kterých by samotný proces nebyl možný.
2. Zapojeny jsou všechny tři typy RNA, z toho můžeme usoudit, že ústřední role patří RNA.
3. Tvorba molekul je prováděna monomery, konkrétně aminokyselinami.
4. Je třeba také poznamenat, že specifičnost proteinu je orientována uspořádáním aminokyselin.

Závěr

Mnohobuněčný organismus je aparát skládající se z různých typů buněk, které jsou diferencované - liší se strukturou a funkcí. Kromě proteinů existují buňky těchto typů, které také syntetizují svůj vlastní druh, v tom je rozdíl.