A genetika fő kérdése a fehérjeszintézis kérdése. A DNS és az RNS szerkezetére és szintézisére vonatkozó adatokat összefoglaló Crick 1960-ban. a fehérjeszintézis mátrix elméletét javasolta, amely 3 feltételen alapul:

1. A DNS és az RNS nitrogénbázisainak komplementaritása.

2. A gének elhelyezkedésének lineáris sorrendje egy DNS-molekulában.

3. Az örökletes információ átadása csak akkor történhet meg nukleinsav nukleinsavra vagy fehérjére.

Fehérjéről fehérjére az örökletes információ átvitele lehetetlen.Így csak a nukleinsavak lehetnek templátok a fehérjeszintézishez.

A fehérjeszintézishez:

1. DNS (gének), amelyeken molekulák szintetizálódnak.

2. RNS - (i-RNS) vagy (m-RNS), r-RNS, t-RNS

A fehérjeszintézis folyamatában a szakaszokat megkülönböztetik: transzkripció és transzláció.

Átírás- a DNS-ből RNS-be (t-RNS, és RNS, r-RNS) a nukleinsav szerkezetére vonatkozó információk összeírása (átírása).

Az örökletes információk olvasása a DNS egy bizonyos szakaszával kezdődik, amelyet promóternek neveznek. A promoter a gén előtt található, és körülbelül 80 nukleotidot tartalmaz.

A DNS-molekula külső láncán i-RNS (intermedier) szintetizálódik, amely a fehérjeszintézis mátrixaként szolgál, ezért mátrixnak nevezik. Ez a DNS-lánc nukleotidszekvenciájának pontos másolata.

A DNS-ben vannak olyan régiók, amelyek nem tartalmaznak genetikai információ(intronok). A DNS információkat tartalmazó szakaszait exonoknak nevezzük.

A sejtmagban speciális enzimek vannak, amelyek kivágják az intronokat, az exonfragmensek pedig szigorú sorrendben „spiccelődnek” össze egy közös szálká, ezt a folyamatot „splicingnek” nevezik. A splicing során érett mRNS képződik, amely tartalmazza a fehérjeszintézishez szükséges információkat. Az érett mRNS (mátrix RNS) áthalad a magmembrán pórusain és belép az endoplazmatikus retikulum (citoplazma) csatornáiba, és itt egyesül a riboszómákkal.

Adás- az i-RNS nukleotidszekvenciája a szintetizált fehérjemolekulában szigorúan rendezett aminosavszekvenciává alakul át.

A transzlációs folyamat 2 szakaszból áll: az aminosavak aktiválásából és egy fehérjemolekula közvetlen szintéziséből.

Egy mRNS-molekula 5-6 riboszómához kötődik, és poliszómákat képez. A fehérjeszintézis az mRNS-molekulán megy végbe, a riboszómák mentén mozognak. Ebben az időszakban a citoplazmában lévő aminosavakat speciális enzimek aktiválják, amelyeket a mitokondriumok által kiválasztott enzimek választanak ki, mindegyik saját specifikus enzimmel.

Az aminosavak szinte azonnal kötődnek egy másik típusú RNS-hez – egy kis molekulatömegű oldható RNS-hez, amely az mRNS-molekula aminosavhordozójaként működik, és amelyet transzportnak (t-RNS) neveznek. A tRNS az aminosavakat a riboszómákba szállítja egy bizonyos helyre, ahol ekkorra már az mRNS molekula is elhelyezkedik. Az aminosavak ezután peptidkötésekkel kapcsolódnak egymáshoz, így fehérjemolekulát alkotnak. A fehérjeszintézis végére a molekula fokozatosan leválik az mRNS-ről.

Egy mRNS-molekulán 10-20 fehérjemolekula képződik, és esetenként sokkal több is.

A fehérjeszintézis leghomályosabb kérdése az, hogy a tRNS hogyan találja meg a megfelelő mRNS-helyet, amelyhez az általa szállított aminosavat hozzá kell kötni.

A DNS-ben lévő nitrogénbázisok elrendeződésének szekvenciája, amely meghatározza az aminosavak elrendezését a szintetizált fehérjében, a genetikai kód.

Mert ugyanaz örökletes információk Nukleinsavakba négy karakterrel (nitrogéntartalmú bázisok), fehérjékben húsz karakterrel (aminosavak) „rögzítve”. A genetikai kód problémája a köztük lévő megfeleltetés létrehozására redukálódik. A genetikusok, fizikusok és vegyészek fontos szerepet játszottak a genetikai kód megfejtésében.

A genetikai kód megfejtéséhez mindenekelőtt azt kellett kideríteni, hogy mi az a minimális nukleotidszám, amely képes meghatározni (kódolni) egy aminosav képződését. Ha mind a 20 aminosavat egy bázis kódolja, akkor a DNS-nek 20 különböző bázisból kell állnia, de valójában csak 4. Nyilvánvalóan két nukleotid kombinációja sem elegendő 20 aminosav kódolásához. Csak 16 aminosavat tud kódolni 4 2 = 16.

Aztán azt javasolták, hogy a kód 3 nukleotid 4 3 = 64 kombinációt tartalmazzon, és ezért képes több mint elegendő aminosavat kódolni bármilyen fehérje kialakításához. Ezt a három nukleotid kombinációját triplet kódnak nevezik.

A kód a következő tulajdonságokkal rendelkezik:

1. A genetikai kód triplett(minden aminosavat három nukleotid kódol).

2. Degeneráció- egy aminosavat több hármas is kódolhat, kivétel a triptofán és a metionin.

3. Egy aminosav kodonjaiban az első két nukleotid megegyezik, a harmadik pedig megváltozik.

4.Nem átfedő– a hármasikrek nem fedik egymást. Egyik hármas nem lehet része egy másiknak, mindegyik önállóan kódolja a saját aminosavát. Ezért bármely két aminosav lehet a közelben a polipeptidláncban, és ezek bármilyen kombinációja lehetséges, pl. az ABCDEFGHI bázisszekvenciában az első három bázis 1 aminosavat kódol (ABC-1), (DEF-2) stb.

5. Univerzális, azok. minden szervezetben bizonyos aminosavak kodonjai azonosak (a kamillától az emberig). A kód egyetemessége a földi élet egységéről tanúskodik.

6. Térdelés- az mRNS-ben lévő kodonok elrendeződésének egybeesése a szintetizált polipeptidláncban lévő aminosavak sorrendjével.

A kodon egy nukleotidhármas, amely 1 aminosavat kódol.

7. Értelmetlen Nem kódol semmilyen aminosavat. A fehérjeszintézis ezen a helyen megszakad.

BAN BEN utóbbi évek kiderült, hogy a genetikai kód univerzalitása sérül a mitokondriumokban, a mitokondriumokban négy kodon megváltoztatta a jelentését, például az UGA kodon - triptofánra válaszol a "STOP" helyett - a fehérjeszintézis leállása. AUA - metioninnak felel meg - "izoleucin" helyett.

Az új kodonok felfedezése a mitokondriumokban bizonyítékul szolgálhat arra, hogy a kód fejlődött, és nem vált azonnal azzá.

Hagyja, hogy a géntől a fehérjemolekuláig terjedő örökletes információ vázlatosan kifejezhető legyen.

DNS - RNS - fehérje

A sejtek kémiai összetételének vizsgálata kimutatta, hogy ugyanazon organizmus különböző szövetei eltérő fehérjemolekulákat tartalmaznak, bár azonos számú kromoszómával és azonos genetikai öröklődési információval rendelkeznek.

Megjegyezzük a következő körülményt: annak ellenére, hogy minden sejtben jelen van az egész szervezet összes génje, nagyon kevés gén működik egyetlen sejtben - a tizedétől több százalékig. teljes szám. A többi terület "néma", speciális fehérjék blokkolják őket. Ez érthető, miért működnek például a hemoglobin gének idegsejt? Ahogy a sejt határozza meg, hogy mely géneket kell hallgatni, és melyeket kell dolgozni, úgy azt is fel kell tételezni, hogy a sejtnek van valami tökéletes mechanizmusa, amely szabályozza a gének aktivitását, amely meghatározza, hogy egy adott pillanatban mely géneknek kell aktívnak lenniük, és melyek inaktív (elnyomó) állapotban. Az ilyen mechanizmust F. Jacobo és J. Monod francia tudósok szerint indukciónak és elnyomásnak nevezték.

Indukció- a fehérjeszintézis stimulálása.

Elnyomás- a fehérjeszintézis gátlása.

Az indukció biztosítja azoknak a géneknek a munkáját, amelyek fehérjét vagy enzimet szintetizálnak, és amelyek szükségesek ezt a szakaszt sejt életképesség.

Állatok fontos szerep a hormonok szerepet játszanak a génszabályozásban sejtmembránok; növényekben, környezeti feltételekben és más magasan speciális induktorokban.

Példa: ha pajzsmirigyhormont adnak a táptalajhoz, az ebihalak gyorsan békákká alakulnak.

A tejcukor (laktóz) szükséges az E (Coli) baktérium normál működéséhez. Ha a környezet, amelyben a baktériumok elhelyezkednek, nem tartalmaznak laktózt, ezek a gének represszív állapotban vannak (azaz nem működnek). A táptalajba bevitt laktóz induktor, beleértve az enzimek szintéziséért felelős géneket. A laktóz tápközegből való eltávolítása után ezen enzimek szintézise leáll. A represszor szerepét tehát egy olyan anyag töltheti be, amely a sejtben szintetizálódik, és ha tartalma meghaladja a normát, vagy elhasználódik.

A fehérje- vagy enzimszintézisben különböző típusú gének vesznek részt.

Minden gén benne van a DNS-molekulában.

Funkcióik nem azonosak:

- szerkezeti - az enzim vagy fehérje szintézisét befolyásoló gének egymás után egymás után helyezkednek el a DNS-molekulában a szintézisreakció lefolyására gyakorolt ​​hatásuk sorrendjében, vagy nevezhetjük szerkezeti géneknek is - ezek olyan gének, amelyek információt hordoznak aminosav szekvencia.

- elfogadó- a gének nem hordoznak örökletes információt a fehérje szerkezetéről, a szerkezeti gének munkáját szabályozzák.

Mielőtt a szerkezeti gének egy csoportja közös gén lenne számukra - operátor,és előtte promóter. Általában ezt a funkciós csoportot ún tollas.

Egy operon teljes géncsoportja részt vesz a szintézis folyamatában, és egyidejűleg ki is kapcsol belőle. A strukturális gének be- és kikapcsolása az egész szabályozási folyamat lényege.

A be- és kikapcsolási funkciót a DNS-molekula egy speciális szakasza látja el - génkezelő. A génoperátor a fehérjeszintézis kiindulópontja, vagy ahogy mondani szokás, a genetikai információ "olvasása". tovább ugyanabban a molekulában bizonyos távolságra van egy gén - egy szabályozó, amelynek szabályozása alatt a represszornak nevezett fehérje termelődik.

A fentiekből látható, hogy a fehérjeszintézis nagyon nehéz. A sejtgenetikai rendszer a repressziós és indukciós mechanizmusokat alkalmazva jelzéseket tud fogadni egy adott enzim szintézisének elindításának és befejezésének szükségességéről, és ezt a folyamatot adott sebességgel végrehajtani.

Az állattenyésztésben és az orvostudományban nagy gyakorlati jelentőséggel bír a magasabb rendű szervezetekben a gének működésének szabályozásának problémája. A fehérjeszintézist szabályozó faktorok megállapítása széles lehetőségeket nyitna meg az ontogenetika szabályozásában, magas produktív, valamint örökletes betegségekkel szemben ellenálló állatok létrehozásában.

Ellenőrző kérdések:

1. Nevezze meg a gének tulajdonságait!

2. Mi az a gén?

3. Mi a DNS, RNS biológiai jelentősége.

4. Nevezze meg a fehérjeszintézis szakaszait!

5. Sorolja fel a genetikai kód tulajdonságait!

A fehérje bioszintézise minden élő sejtben végbemegy. Legaktívabb a fiatal, növekvő sejtekben, ahol fehérjéket szintetizálnak organellumok felépítéséhez, valamint a kiválasztó sejtekben, ahol enzimfehérjék és hormonfehérjék szintetizálódnak.

A fehérjék szerkezetének meghatározásában a fő szerep a DNS-é. Egyetlen fehérje szerkezetére vonatkozó információkat tartalmazó DNS-darabot génnek nevezzük. Egy DNS-molekula több száz gént tartalmaz. A DNS-molekula egy fehérje aminosav-szekvenciájának kódját tartalmazza határozottan kombinált nukleotidok formájában. A DNS-kódot szinte teljesen megfejtették. Ennek lényege a következő. Mindegyik aminosav három szomszédos nukleotidból álló DNS-lánc egy szakaszának felel meg.

Például, szakasz T-T-T a lizin aminosavnak felel meg, A-C-A szegmens- cisztin, C-A-A - valin, stb. 20 különböző aminosav létezik, a 4 nukleotid kombinációinak száma 3-mal 64. Ezért van elegendő hármas feleslegben az összes aminosav kódolásához.

A fehérjeszintézis egy összetett, többlépcsős folyamat, amely szintetikus reakciók láncolatát képviseli, a mátrixszintézis elve szerint.

Mivel a DNS a sejtmagban található, a fehérjeszintézis pedig a citoplazmában történik, van egy közvetítő, amely információt továbbít a DNS-ből a riboszómákba. Ilyen közvetítő az mRNS. :

A fehérje bioszintézisben a következő szakaszok határozódnak meg, amelyek a sejt különböző részein zajlanak:

1. Az első szakasz - az i-RNS szintézise a sejtmagban történik, amely során a DNS-génben lévő információ átíródik i-RNS-be. Ezt a folyamatot transzkripciónak nevezik (a latin „átiratból” - átírás).
2. A második szakaszban az aminosavakat t-RNS-molekulákkal kombinálják, amelyek egymás után három nukleotidból - antikodonokból állnak, amelyek segítségével meghatározzák triplett kodonjukat.
3. A harmadik szakasz a polipeptid kötések közvetlen szintézisének folyamata, az úgynevezett transzláció. A riboszómákban fordul elő.
4. A negyedik szakaszban megtörténik a fehérje másodlagos és harmadlagos szerkezetének kialakulása, vagyis a fehérje végső szerkezetének kialakulása.

Így a fehérje bioszintézis folyamatában a DNS-be ágyazott pontos információknak megfelelően új fehérjemolekulák jönnek létre. Ez a folyamat biztosítja a fehérjék megújulását, az anyagcsere-folyamatokat, a sejtek növekedését és fejlődését, vagyis a sejt élettevékenységének összes folyamatát.

A kromoszómák (a görög "chroma" - szín, "soma" - test) nagyon fontos szerkezetei a sejtmagnak. játszanak vezető szerep a sejtosztódás folyamatában, biztosítva az örökletes információk egyik generációról a másikra való átadását. Ezek vékony DNS-szálak, amelyek fehérjékhez kapcsolódnak. A filamentumokat kromatidoknak nevezik, és DNS-ből, bázikus fehérjékből (hisztonokból) és savas fehérjékből állnak.

Egy nem osztódó sejtben a kromoszómák kitöltik a sejtmag teljes térfogatát, és mikroszkóp alatt nem láthatók. Az osztódás megkezdése előtt a DNS spiralizálódik, és minden kromoszóma láthatóvá válik mikroszkóp alatt. A spiralizáció során a kromoszómák több tízezerszeresére redukálódnak. Ebben az állapotban a kromoszómák úgy néznek ki, mint két azonos szál (kromatid), amelyek egymás mellett helyezkednek el, és amelyeket egy közös hely - a centromer - köt össze.

Minden szervezetre jellemző a kromoszómák állandó száma és szerkezete. A szomatikus sejtekben a kromoszómák mindig párosodnak, vagyis a sejtmagban két egyforma kromoszóma található, amelyek egy párt alkotnak. Az ilyen kromoszómákat homológnak, a szomatikus sejtekben lévő páros kromoszómakészleteket pedig diploidoknak nevezzük.

Tehát az emberben a diploid kromoszómakészlet 46 kromoszómából áll, amelyek 23 párt alkotnak. Mindegyik pár két azonos (homológ) kromoszómából áll.

A kromoszómák szerkezeti jellemzői lehetővé teszik 7 csoportjuk megkülönböztetését, amelyeket latin A, B, C, D, E, F, G betűkkel jelölnek. Minden kromoszómapárnak van sorszáma.

A férfiak és a nők 22 pár azonos kromoszómával rendelkeznek. Ezeket autoszómáknak nevezik. A férfiak és a nők egy kromoszómapárban különböznek egymástól, ezeket nemi kromoszómáknak nevezzük. Betűkkel vannak jelölve - nagy X (C csoport) és kicsi Y (C csoport). A női testben 22 pár autoszóma és egy pár (XX) nemi kromoszóma van. A hímeknek 22 pár autoszómája és egy pár (XY) nemi kromoszóma van.

A szomatikus sejtekkel ellentétben a csírasejtek a kromoszómakészlet felét tartalmazzák, vagyis minden párból egy kromoszómát tartalmaznak! Az ilyen halmazt haploidnak nevezzük. A haploid kromoszómakészlet a sejtérés folyamatában keletkezik.

Az élet a fehérjemolekulák létezésének folyamata. Sok tudós fogalmaz így, akik meg vannak győződve arról, hogy a fehérje minden élőlény alapja. Ezek az ítéletek teljesen helyesek, mert ezek az anyagok a sejtben legnagyobb számban fő funkciókat. Mindenki más szerves vegyületek energiaszubsztrátumok szerepét töltik be, és ismét energiára van szükség a fehérjemolekulák szintéziséhez.

A fehérje bioszintézis szakaszos jellemzése

A fehérje szerkezetét nukleinsav vagy RNS) kódolják kodonok formájában. Ez egy örökletes információ, amely minden alkalommal reprodukálódik, amikor egy sejtnek új fehérjeanyagra van szüksége. A bioszintézis kezdete a sejtmagban egy új, már adott tulajdonságokkal rendelkező fehérje szintetizálásának szükségességéről szól.

Erre válaszul a nukleinsav egy régiója despiralizálódik, ahol a szerkezete kódolódik. Ezt a helyet a hírvivő RNS megkettőzi, és átkerül a riboszómákba. Ők felelősek egy mátrix - hírvivő RNS-en alapuló polipeptidlánc felépítéséért. Röviden, a bioszintézis összes szakaszát a következőképpen mutatjuk be:

• transzkripció (a kódolt fehérjeszerkezettel rendelkező DNS-darab megkettőzésének szakasza);
• feldolgozás (információs RNS képződés szakasza);
• transzláció (fehérjeszintézis sejtben hírvivő RNS alapján);
• poszttranszlációs módosítás (a polipeptid "érése", tömbszerkezetének kialakulása).

Nukleinsav transzkripció

A sejtben a teljes fehérjeszintézist riboszómák hajtják végre, és a molekulákkal kapcsolatos információkat a nukleinsav vagy a DNS tartalmazza. A génekben található: minden gén egy meghatározott fehérje. A gének információkat tartalmaznak egy új fehérje aminosav-szekvenciájáról. A DNS esetében a genetikai kód eltávolítása a következőképpen történik:

• megkezdődik a nukleinsav hely felszabadulása a hisztonokból, despiralizáció következik be;
• A DNS-polimeráz megduplázza a DNS-nek azt a részét, amely a fehérje génjét tárolja;
• a megkettőzött szakasz a hírvivő RNS prekurzora, amelyet enzimek dolgoznak fel a nem kódoló inszertek eltávolítására (alapján mRNS szintetizálódik).

A hírvivő RNS alapján mRNS szintetizálódik. Ez már egy mátrix, amely után a fehérjeszintézis a sejtben a riboszómákon (a durva endoplazmatikus retikulumban) megy végbe.

Riboszómális fehérjeszintézis

A hírvivő RNS-nek két vége van, amelyek 3`-5`-ként vannak elrendezve. A fehérjék leolvasása és szintézise a riboszómákon az 5' végén kezdődik, és az intronig folytatódik, amely régió nem kódolja egyik aminosavat sem. Ez így történik:

• a hírvivő RNS a riboszómára van "felfűzve", hozzákapcsolja az első aminosavat;
• a riboszóma egy kodonnal eltolódik a hírvivő RNS mentén;
• transzfer RNS biztosítja a kívánt (az adott mRNS kodon által kódolt) alfa-aminosavat;
• az aminosav a kiindulási aminosavhoz kapcsolódik, és dipeptidet képez;
• majd az mRNS ismét egy kodonnal eltolódik, egy alfa-aminosavat felhoznak és a növekvő peptidlánchoz kapcsolódnak.

Amint a riboszóma eléri az intront (nem kódoló inszert), a hírvivő RNS egyszerűen továbbhalad. Aztán, ahogy a hírvivő RNS előrehalad, a riboszóma ismét eléri az exont - azt a helyet, amelynek nukleotidszekvenciája egy adott aminosavnak felel meg.

Ettől a ponttól újra kezdődik a fehérjemonomerek hozzáadása a lánchoz. A folyamat a következő intron megjelenéséig vagy a stopkodonig folytatódik. Ez utóbbi leállítja a polipeptid lánc szintézisét, majd azt befejezettnek tekintik, és megkezdődik a molekula posztszintetikus (poszt-transzlációs) módosulása.

Transláció utáni módosítás

A transzlációt követően a fehérjeszintézis sima ciszternákban megy végbe, ez utóbbiak kis számú riboszómát tartalmaznak. Egyes cellákban ezek teljesen hiányozhatnak a RES-ben. Ilyen területekre van szükség ahhoz, hogy először egy másodlagos, majd egy harmadlagos vagy, ha programozzuk, egy kvaterner szerkezetet alkossanak.

A sejtben a fehérjeszintézis hatalmas mennyiségű ATP energia felhasználásával megy végbe. Ezért minden más biológiai folyamatra szükség van a fehérjebioszintézis fenntartásához. Ezenkívül az energia egy része szükséges a fehérjék sejtben történő aktív transzport útján történő átviteléhez.

Sok fehérje átkerül a sejt egyik helyéről a másikra módosítás céljából. A poszttranszlációs fehérjeszintézis különösen a Golgi-komplexben megy végbe, ahol egy szénhidrát- vagy lipiddomén egy bizonyos szerkezetű polipeptidhez kapcsolódik.

A fehérje bioszintézise és a genetikai kód

1. definíció

Fehérje bioszintézis- a fehérjeszintézis enzimatikus folyamata a sejtben. Ez hármat foglal magában szerkezeti elemek sejtek - sejtmag, citoplazma, riboszómák.

A sejtmagban a DNS-molekulák a benne szintetizált összes fehérjéről tárolnak információt, négybetűs kóddal titkosítva.

2. definíció

Genetikai kód- Ez a DNS-molekula nukleotidsorrendje, amely meghatározza a fehérjemolekulában lévő aminosavak sorrendjét.

A genetikai kód tulajdonságai a következők:

A genetikai kód triplett, azaz minden aminosavnak megvan a saját kódhármasa ( kodon), amely három szomszédos nukleotidból áll.

1. példa

A cisztein aminosavat az A-C-A triplett, a valint pedig a C-A-A triplett kódolja.

A kód nem fedi át egymást, vagyis egy nukleotid nem lehet része két szomszédos hármasnak.

A kód degenerált, azaz egy aminosavat több hármas is kódolhat.

2. példa

A tirozin aminosavat két triplet kódolja.

A kódban nincsenek vesszők (elválasztó karakterek), az információ nukleotidhármasokban olvasható.

3. definíció

Gén - egy DNS-molekula szakasza, amelyet egy bizonyos nukleotidszekvencia jellemez, és amely meghatározza egy polipeptidlánc szintézisét.

A kód univerzális, azaz minden élő szervezetre ugyanaz - a baktériumoktól az emberekig. Minden szervezetnek ugyanaz a 20 aminosava van, amelyeket ugyanazok a hármasok kódolnak.

A fehérje bioszintézis szakaszai: transzkripció és transzláció

Bármely fehérjemolekula szerkezetét a DNS kódolja, amely közvetlenül nem vesz részt a szintézisében. Csak sablonként szolgál az RNS-szintézishez.

A fehérje bioszintézis folyamata a riboszómákon megy végbe, amelyek főleg a citoplazmában találhatók. Ez azt jelenti, hogy közvetítőre van szükség ahhoz, hogy a genetikai információt a DNS-ből a fehérjeszintézis helyére továbbítsa. Ezt a funkciót az mRNS látja el.

4. definíció

A komplementaritás elvén alapuló mRNS-molekula szintézisének folyamatát a DNS-molekula egyik szálán ún. átírása, vagy átírás.

A transzkripció a sejtmagban történik.

A transzkripciós folyamat egyidejűleg nem a teljes DNS-molekulán, hanem csak annak kis szakaszán megy végbe, amely egy adott génnek felel meg. Ebben az esetben a DNS kettős hélix egy része letekercselődik, és az egyik szál rövid szakasza szabaddá válik - most az mRNS-szintézis templátjaként fog működni.

Ezután az RNS-polimeráz enzim ezen a láncon mozog, és a nukleotidokat egy mRNS-láncba köti, amely meghosszabbodik.

2. megjegyzés

A transzkripció egyidejűleg több génen is megtörténhet ugyanazon kromoszómán és különböző kromoszómák génjein.

A kapott mRNS egy nukleotidszekvenciát tartalmaz, amely a templáton lévő nukleotidszekvencia pontos másolata.

3. megjegyzés

Ha a DNS-molekula rendelkezik nitrogén bázis citozin, majd mRNS-ben - guanin és fordítva. A DNS komplementer párja az adenin-timin, míg az RNS timin helyett uracilt tartalmaz.

Az RNS két másik típusa, a tRNS és az rRNS szintén speciális géneken szintetizálódik.

Minden típusú RNS szintézisének kezdetét és végét a DNS-templáton szigorúan speciális tripletek rögzítik, amelyek szabályozzák a szintézis beindítását (indító) és leállítását (terminális). A gének közötti "elválasztó jelek" funkcióját látják el.

A tRNS aminosavakkal való kombinációja a citoplazmában történik. A tRNS molekula lóhere levél alakú, a tetején található antikodon- nukleotidhármas, amely a tRNS által hordozott aminosavat kódolja.

Hányféle aminosav, annyi tRNS létezik.

Megjegyzés 4

Mivel sok aminosavat több triplet is kódolhat, a tRNS-ek száma több mint 20 (kb. 60 tRNS ismert).

A tRNS aminosavakkal való összekapcsolása enzimek részvételével történik. A tRNS molekulák aminosavakat szállítanak a riboszómákba.

5. definíció

Adás- ez az a folyamat, amelynek során a fehérje szerkezetére vonatkozó információk, amelyeket az mRNS-ben nukleotidszekvencia formájában rögzítenek, aminosav-szekvencia formájában valósulnak meg a szintetizálódó fehérjemolekulában.

Ezt a folyamatot riboszómákban hajtják végre.

Először is, az mRNS a riboszómához kapcsolódik. Az első riboszóma a fehérjét szintetizáló mRNS-re van "felfűzve". Ahogy a riboszóma a felszabadult mRNS végéhez ér, egy új riboszóma „szálazik be”. Egy mRNS-en egyszerre több mint 80 riboszóma lehet, amelyek ugyanazt a fehérjét szintetizálják. Az egyetlen mRNS-hez kapcsolódó riboszómacsoportot nevezzük poliriboszóma, vagy poliszóma. A szintetizálódó fehérje típusát nem a riboszóma, hanem az mRNS-en rögzített információ határozza meg. Ugyanaz a riboszóma képes szintetizálni különböző fehérjék. A fehérjeszintézis befejezése után a riboszóma elválik az mRNS-től, és a fehérje belép az endoplazmatikus retikulumba.

Minden riboszóma két alegységből áll, egy kicsi és egy nagy alegységből. Az mRNS-molekula a kis alegységhez kapcsolódik. A riboszóma és az iRN érintkezési pontján 6 nukleotid (2 triplett) található. Az egyiket a citoplazmából folyamatosan közelítik a különböző aminosavakat tartalmazó tRNS-ek, és megérinti az mRNS kodon antikodonja. Ha a kodon és az antikodon hármasok komplementernek bizonyulnak, a peptid kötés. Az aminosavak fehérjemolekulába való kapcsolását a szintetáz enzim részvételével hajtják végre. A tRNS-molekula egy aminosavat adományoz és bejut a citoplazmába, míg a riboszóma egy nukleotidhármast mozgat meg. Így szekvenciálisan szintetizálódik a polipeptidlánc. Mindez addig folytatódik, amíg a riboszóma el nem éri a három terminációs kodon egyikét: UAA, UAG vagy UGA. Ezt követően a fehérjeszintézis leáll.

Megjegyzés 5

Így az mRNS kodonok szekvenciája határozza meg azt a szekvenciát, amelyben az aminosavak szerepelnek a fehérjeláncban. A szintetizált fehérjék bejutnak az endoplazmatikus retikulum csatornáiba. Egy sejtben egy fehérjemolekula szintetizálódik 1-2 perc alatt.

Hogyan magyarázzuk el röviden és érthetően, mi a fehérje bioszintézis, és mi a jelentősége?

Ha érdekli ez a téma, és szeretné fejleszteni az iskolai tudást vagy megismételni a hiányosságokat, akkor ez a cikk az Ön számára készült.

Mi a fehérje bioszintézis

Először is érdemes megismerkedni a bioszintézis definíciójával. A bioszintézis természetes szerves vegyületek szintézise élő szervezetek által.

Leegyszerűsítve, ez különböző anyagok előállítása mikroorganizmusok segítségével. Ez a folyamat minden élő sejtben fontos szerepet játszik. Ne feledkezzünk meg a komplex biokémiai összetételről.

Átírás és közvetítés

Ez a bioszintézis két legfontosabb lépése.

Átírás latinból "újraírást" jelent - a DNS-t mátrixként használják, így szintézis történik három fajta RNS (mátrix / információs, transzport, riboszómális ribonukleinsavak). A reakciót polimeráz (RNS) és nagy mennyiségű adenozin-trifoszfát felhasználásával hajtjuk végre.

Két fő művelet van:

1. A transzláció végének és kezdetének jelölése mRNS hozzáadásával.
2. A splicing miatt bekövetkezett esemény, amely eltávolítja a nem informatív RNS-szekvenciákat, ezáltal 10-szeresére csökkenti a mátrix ribonukleinsav tömegét.

Adás latinból "transzlációt" jelent - az mRNS-t templátként használják, polipeptidláncokat szintetizálnak.

A fordítás három szakaszból áll, amelyeket táblázat formájában is bemutathatunk:

1. Első fázis. Az iniciáció egy komplex képződése, amely részt vesz egy polipeptid lánc szintézisében.
2. Második fázis. A megnyúlás ennek a láncnak a méretének növekedése.
3. Harmadik szakasz. A felmondás a fent említett folyamat lezárása.

A fehérje bioszintézis diagramja

A diagram bemutatja, hogyan halad a folyamat.

Ennek az áramkörnek a dokkolópontja a riboszómák, amelyekben a fehérje szintetizálódik. Egyszerű formában a szintézist a séma szerint hajtjuk végre

DNS > RNS > fehérje.

Megkezdődik a transzkripció első szakasza, amelyben a molekula egyszálú hírvivő ribonukleinsavvá (mRNS) változik. Információkat tartalmaz a fehérje aminosavsorrendjéről.

Az mRNS következő állomása a riboszóma lesz, ahol maga a szintézis megy végbe. Ez transzlációval, egy polipeptidlánc képződésével történik. E szokásos séma után a kapott fehérjét különböző helyekre szállítják, bizonyos feladatokat ellátva.

A fehérje bioszintézis processzorok szekvenciája

A fehérje bioszintézis egy összetett mechanizmus, amely magában foglalja a fent említett két lépést, nevezetesen a transzkripciót és a transzlációt. Először az átírt szakasz következik be (két eseményre oszlik).

Utána jön A transzláció, amelyben minden típusú RNS részt vesz, mindegyiknek megvan a maga funkciója:

1. Információs - a mátrix szerepe.
2. Szállítás - aminosavak hozzáadása, kodonok meghatározása.
3. Riboszomális - az mRNS-t támogató riboszómák képződése.
4. Szállítás - polipeptidlánc szintézise.

A sejt mely összetevői vesznek részt a fehérjeszintézisben

Mint már említettük, a bioszintézis két szakaszra oszlik. Minden szakasznak megvannak a maga összetevői. Az első szakaszban ezek a dezoxiribonukleinsav, a hírvivő és transzfer RNS, valamint a nukleotidok.

A második szakaszban a következő komponensek vesznek részt: mRNS, tRNS, riboszómák, nukleotidok és peptidek.

Milyen jellemzői vannak a fehérje bioszintézis reakcióinak egy sejtben

A bioszintézisreakciók jellemzőinek listájának tartalmaznia kell:

1. Az ATP energia felhasználása kémiai reakciókhoz.
2. Vannak enzimek, amelyek felgyorsítják a reakciókat.
3. A reakció mátrix jellegű, mivel a fehérje mRNS-en szintetizálódik.

A fehérje bioszintézis jelei a sejtben

Egy ilyen összetett folyamatot természetesen különféle jelek jellemeznek:

1. Ezek közül az első az, hogy vannak enzimek, amelyek nélkül maga a folyamat nem lenne lehetséges.
2. Mindhárom RNS-típus érintett, ebből arra következtethetünk, hogy a központi szerep az RNS-é.
3. A molekulák képződését monomerek, nevezetesen aminosavak végzik.
4. Azt is meg kell jegyezni, hogy egy fehérje specificitását az aminosavak elrendezése határozza meg.

Következtetés

A többsejtű organizmus egy olyan berendezés, amely különböző sejttípusokból áll, amelyek differenciálódnak – szerkezetükben és funkciójukban különböznek egymástól. A fehérjéken kívül vannak ilyen típusú sejtek, amelyek szintén szintetizálják a maguk fajtáját, ez a különbség.