Кез келген ағзаның жасушасы – химиялық заттарды шығаратын үлкен зауыт. Мұнда реакциялар липидтердің, нуклеин қышқылдарының, көмірсулардың және, әрине, белоктардың биосинтезінде жүреді. Белоктар жасуша өмірінде орасан зор рөл атқарады, өйткені олар көптеген функцияларды орындайды: ферментативті, сигналдық, құрылымдық, қорғаныс және т.б.
Белок биосинтезі: процестің сипаттамасы
Белок молекулаларының құрылысы - бұл көптеген ферменттердің әсерінен және белгілі бір құрылымдардың қатысуымен болатын күрделі көп сатылы процесс.
Кез келген ақуыздың синтезі ядродан басталады. Молекуланың құрылымы туралы ақпарат жасушаның ДНҚ-да жазылады, одан оқылады. Ағзадағы әрбір дерлік ген бір ерекше ақуыз молекуласын кодтайды.
Белок биосинтезінде цитоплазманың рөлі қандай? Өйткені, жасуша цитоплазмасы күрделі заттардың мономерлері, сондай-ақ ақуыз синтезі процесіне жауапты құрылымдар үшін «бассейн» болып табылады. Сондай-ақ жасушаның ішкі ортасы тұрақты қышқылдық пенбиохимиялық реакцияларда маңызды рөл атқаратын ион құрамы.
Белок биосинтезі екі кезеңде өтеді: транскрипция және трансляция.
Транскрипция
Бұл кезең жасуша ядросында басталады. Мұнда негізгі рөлді ДНҚ және РНҚ (дезокси- және рибонуклеин қышқылдары) сияқты нуклеин қышқылдары атқарады. Эукариоттарда транскрипция бірлігі транскриптон болса, прокариоттарда ДНҚ-ның бұл ұйымы оперон деп аталады. Прокариоттар мен эукариоттардағы транскрипцияның айырмашылығы мынада: оперон ДНҚ молекуласының бірнеше ақуыз молекулаларын кодтайтын бөлімі болып табылады, бұл кезде транскриптон тек бір белок гені туралы ақпаратты тасымалдайды.
Транскрипция сатысындағы жасушаның негізгі міндеті – ДНҚ шаблонында хабаршы РНҚ (мРНҚ) синтезі. Ол үшін ядроға РНҚ-полимераза сияқты фермент енеді. Ол дезоксирибонуклеин қышқылының орнын толықтыратын жаңа мРНҚ молекуласының синтезіне қатысады.
Табысты транскрипция реакциялары үшін TF-1, TF-2, TF-3 деп қысқартылған транскрипция факторларының болуы қажет. Бұл күрделі ақуыз құрылымдары РНҚ-полимеразаның ДНҚ молекуласындағы промотормен байланысуына қатысады.
МРНҚ синтезі полимераза терминатор деп аталатын транскриптонның соңғы аймағына жеткенше жалғасады.
Оператор транскриптонның басқа функционалды аймағы ретінде транскрипцияны тежеуге немесе керісінше РНҚ полимераза жұмысын жеделдетуге жауапты. Үшін жауаптытранскрипция ферменттерінің жұмысын реттеу, сәйкесінше, арнайы белоктар-ингибиторлар немесе ақуыздар-активаторлар.
Тарату
МРНҚ жасуша ядросында синтезделгеннен кейін цитоплазмаға енеді. Белок биосинтезіндегі цитоплазманың рөлі туралы сұраққа жауап беру үшін трансляция сатысындағы нуклеин қышқылы молекуласының одан әрі тағдырын толығырақ талдап алған жөн.
Аударма үш кезеңде жүреді: бастау, ұзарту және аяқтау.
Біріншіден, мРНҚ рибосомаларға қосылуы керек. Рибосомалар – жасушаның екі суббірліктен тұратын шағын мембраналық емес құрылымдары: кіші және үлкен. Алдымен рибонуклеин қышқылы кіші суббірлікке қосылады, содан кейін үлкен суббірлік мРНҚ рибосоманың ішінде болатындай етіп бүкіл трансляциялық комплексті жабады. Іс жүзінде бұл бастау кезеңінің соңы.
Белок биосинтезінде цитоплазманың рөлі қандай? Ең алдымен, бұл аминқышқылдарының көзі - кез келген ақуыздың негізгі мономерлері. Элонгация сатысында қалған аминқышқылдары қосылатын бастапқы кодон метиониннен бастап полипептидтік тізбектің біртіндеп түзілуі жүреді. Бұл жағдайда кодон бір амин қышқылын кодтайтын мРНҚ нуклеотидтерінің үштігі болып табылады.
Бұл кезеңде рибонуклеин қышқылының басқа түрі жұмысқа қосылады – трансфер РНҚ немесе тРНҚ. Олар аминоацил-тРНҚ кешенін құра отырып, амин қышқылдарын мРНҚ-рибосома кешеніне жеткізуге жауапты. тРНҚ тану комплементарлы арқылы жүредіосы молекуланың антикодонының мРНҚ-дағы кодонмен әрекеттесуі. Осылайша, амин қышқылы рибосомаға жеткізіліп, синтезделген полипептидтік тізбекке бекітіледі.
Трансляция процесінің аяқталуы мРНҚ тоқтату кодон бөліктеріне жеткенде орын алады. Бұл кодондар пептидтік синтездің аяқталуы туралы ақпаратты тасымалдайды, содан кейін рибосома-РНҚ кешені жойылады және жаңа ақуыздың бастапқы құрылымы әрі қарай химиялық трансформациялар үшін цитоплазмаға енеді.
Арнайы ақуызды бастау факторлары IF және ұзарту факторлары EF аударма процесіне қатысады. Олардың түрлері әртүрлі және олардың міндеті – РНҚ-ның рибосоманың суббірліктерімен дұрыс байланысын қамтамасыз ету, сонымен қатар ұзарту сатысында полипептидтік тізбектің өзін синтездеу.
Белок биосинтезінде цитоплазманың рөлі қандай: биосинтездің негізгі компоненттері туралы қысқаша
МРНҚ ядродан жасушаның ішкі ортасына кеткеннен кейін молекула тұрақты трансляциялық кешен құруы керек. Трансляция сатысында цитоплазманың қандай компоненттері болуы керек?
1. Рибосомалар.
2. Амин қышқылдары.
3. тРНҚ.
Амин қышқылдары - ақуыз мономерлер
Белок тізбегінің синтезі үшін цитоплазмада пептидтік молекуланың құрылымдық компоненттері – аминқышқылдарының болуы. Бұл төмен молекулалы заттардың құрамында NH2 амин тобы және СООН қышқылдық қалдығы бар. Молекуланың тағы бір компоненті - радикал - әрбір жеке амин қышқылының белгісі. Цитоплазма қандай қызмет атқарадыақуыз биосинтезі?
AA сутегі протондарын беретін немесе қабылдайтын бірдей молекулалар болып табылатын цвиттериондар түріндегі ерітінділерде кездеседі. Осылайша, амин қышқылдарының амин тобы NH3+, ал карбонил тобы COO-ға айналады.
Табиғатта барлығы 200 АА бар, оның 20-сы ғана ақуыз түзуші. Олардың ішінде адам ағзасында синтезделмейтін, жасушаға тек ішкен тағаммен енетін алмастырылмайтын амин қышқылдарының тобы және организм өздігінен түзілетін алмастырылмайтын аминқышқылдары бар.
Барлық АА үш мРНҚ нуклеотидтеріне сәйкес келетін кейбір кодонмен кодталған және бір амин қышқылы жиі бірден бірнеше осындай тізбектермен кодталады. Про- және эукариоттардағы метионин кодоны бастапқы болып табылады, өйткені ол пептидтік тізбектің биосинтезін бастайды. Тоқтату кодондарына UAA, UGA және UAG нуклеотидтер тізбегі кіреді.
Рибосомалар дегеніміз не?
Рибосомалар жасушадағы белоктардың биосинтезіне қалай жауап береді және бұл құрылымдардың рөлі қандай? Ең алдымен, бұл екі суббірліктен тұратын мембраналық емес түзілістер: үлкен және кіші. Бұл суббірліктердің қызметі олардың арасында мРНҚ молекуласын ұстау болып табылады.
Рибосомаларда мРНҚ кодондары енетін учаскелер бар. Жалпы алғанда, осындай екі үштік шағын және үлкен бөлімшелер арасында орналаса алады.
Бірнеше рибосома бір үлкен полисомаға бірігуі мүмкін, соның арқасында пептидтік тізбектің синтезінің жылдамдығы артады және бірден шығуға боладыақуыздың бірнеше көшірмелері. Міне, цитоплазманың ақуыз биосинтезіндегі рөлі.
РНҚ түрлері
Рибонуклеин қышқылдары транскрипцияның барлық кезеңдерінде маңызды рөл атқарады. РНҚ-ның үш үлкен тобы бар: транспорттық, рибосомалық және ақпараттық.
mRNAs пептидтік тізбектің құрамы туралы ақпаратты тасымалдауға қатысады. тРНҚ аминқышқылдарының рибосомаларға тасымалдануының медиаторлары болып табылады, оған аминоацил-тРНҚ кешенінің түзілуі арқылы қол жеткізіледі. Амин қышқылының қосылуы тасымалдаушы РНҚ антикодонының хабаршы РНҚ-дағы кодонмен комплементарлы әрекеттесуімен ғана жүреді.
рРНҚ рибосомалардың түзілуіне қатысады. Олардың реттілігі мРНҚ-ның кіші және үлкен суббірліктер арасында ұсталуының себептерінің бірі болып табылады. Рибосомалық РНҚ ядроларда түзіледі.
Белоктардың мағынасы
Белок биосинтезі және оның жасуша үшін маңызы орасан зор: организмдегі ферменттердің көпшілігі пептидтік сипатта болады, белоктардың арқасында заттар жасуша мембраналары арқылы тасымалданады.
Белоктар бұлшықет, жүйке және басқа тіндердің бөлігі болған кезде де құрылымдық қызмет атқарады. Сигналдың рөлі болып жатқан процестер туралы ақпаратты беру, мысалы, көз торына жарық түскен кезде. Қорғаныс белоктары – иммуноглобулиндер – адамның иммундық жүйесінің негізі.
