Тіршілік – ақуыз молекулаларының тіршілік ету процесі. Ақуыз барлық тірі заттардың негізі екеніне сенімді көптеген ғалымдар оны осылай білдіреді. Бұл пайымдаулар абсолютті дұрыс, өйткені жасушадағы бұл заттар негізгі функциялардың ең көп санына ие. Барлық басқа органикалық қосылыстар энергетикалық субстраттар рөлін атқарады, ал энергия ақуыз молекулаларының синтезі үшін қайтадан қажет.
Ағзаның ақуызды синтездеу қабілеті
Барлық ағзалар жасушадағы ақуыздарды синтездей алмайды. Вирустар мен бактериялардың кейбір түрлері белок түзе алмайды, сондықтан паразиттер болып табылады және қажетті заттарды қабылдаушы жасушадан алады. Басқа организмдер, соның ішінде прокариот жасушалары, ақуыздарды синтездеуге қабілетті. Барлық адам, жануар, өсімдік, саңырауқұлақ жасушалары, барлық дерлік бактериялар мен протисталар ақуыз биосинтезі қабілетімен өмір сүреді. Бұл құрылым құрушы, қорғаныстық, рецепторлық, көліктік және басқа функцияларды жүзеге асыру үшін қажет.
Кезеңдік жауапақуыз биосинтезі
Белоктың құрылымы нуклеин қышқылында (ДНҚ немесе РНҚ) кодондар түрінде кодталады. Бұл тұқым қуалайтын ақпарат, ол жасушаға жаңа ақуыздық зат қажет болған сайын қайталанады. Биосинтездің басталуы - бұл бұрыннан берілген қасиеттері бар жаңа ақуызды синтездеу қажеттілігі туралы ақпараттың ядроға берілуі.
Осыған жауап ретінде нуклеин қышқылының бір бөлігі деспирализацияланады, онда оның құрылымы кодталады. Бұл орын хабаршы РНҚ арқылы қайталанады және рибосомаларға ауысады. Олар матрица – хабаршы РНҚ негізінде полипептидтік тізбекті құруға жауапты. Қысқаша, биосинтездің барлық кезеңдері келесідей берілген:
- транскрипция (кодталған ақуыз құрылымымен ДНҚ сегментін екі еселеу кезеңі);
- өңдеу (хабарлама РНҚ түзілуі);
- аударма (хабарлама РНҚ негізінде жасушадағы ақуыз синтезі);
- трансляциядан кейінгі модификация (полипептидтің «жетілуі», оның үш өлшемді құрылымының қалыптасуы).
Нуклеин қышқылының транскрипциясы
Жасушадағы барлық ақуыз синтезі рибосомалармен жүзеге асады, ал молекулалар туралы ақпарат нуклеин қышқылында (РНҚ немесе ДНҚ) болады. Ол гендерде орналасқан: әрбір ген белгілі бір ақуыз болып табылады. Гендер жаңа ақуыздың аминқышқылдарының реттілігі туралы ақпаратты қамтиды. ДНҚ жағдайында генетикалық кодты жою келесі жолмен жүзеге асырылады:
- гистондардан нуклеин қышқылы аймағының бөлінуі басталады, деспирализация пайда болады;
- ДНҚ полимеразаақуыз генін сақтайтын ДНҚ бөлімін екі есе арттырады;
- қосарланған секция – кодталмаған кірістірулерді жою үшін ферменттермен өңделетін хабаршы РНҚ-ның прекурсоры (мРНҚ синтезі оның негізінде жүзеге асырылады).
Ақпараттық РНҚ негізінде мРНҚ синтезделеді. Ол қазірдің өзінде матрица болып табылады, содан кейін жасушадағы белок синтезі рибосомаларда (кедір-бұдыр эндоплазмалық ретикулумда) жүреді.
Рибосомалық ақуыз синтезі
Хабар РНҚ-ның екі ұшы бар, олар 3`-5` болып орналасады. Рибосомалардағы ақуыздарды оқу және синтездеу 5' ұшынан басталып, аминқышқылдарының ешқайсысын кодтамайтын интронға дейін жалғасады. Бұл былай болады:
- хабаршы РНҚ рибосомаға «жіптер», бірінші амин қышқылын бекітеді;
- рибосома хабаршы РНҚ бойымен бір кодонға жылжиды;
- трансферттік РНҚ қажетті (берілген мРНҚ кодонымен кодталған) альфа-амин қышқылын қамтамасыз етеді;
- амин қышқылы бастапқы амин қышқылына қосылып, дипептид түзеді;
- содан кейін мРНҚ қайтадан бір кодонға жылжиды, альфа-амин қышқылы әкелініп, өсіп келе жатқан пептидтік тізбекке қосылады.
Рибосома интронға жеткенде (кодталмаған кірістіру), хабаршы РНҚ жай ғана қозғалады. Содан кейін хабаршы РНҚ ілгерілеген сайын рибосома қайтадан экзонға – нуклеотидтер тізбегі белгілі бір нүктеге сәйкес келетін жерге жетеді.амин қышқылы.
Осы кезден бастап тізбекке ақуыз мономерлерінің қосылуы қайтадан басталады. Процесс келесі интрон пайда болғанша немесе тоқтату кодонына дейін жалғасады. Соңғысы полипептидтік тізбектің синтезін тоқтатады, содан кейін белоктың біріншілік құрылымы толық деп есептеледі және молекуланың постсинтетикалық (пост-трансляциялық) модификация кезеңі басталады.
Аудармадан кейінгі өзгерту
Трансляциядан кейін ақуыз синтезі тегіс эндоплазмалық тордың цистерналарында жүреді. Соңғысының құрамында аздаған рибосомалар болады. Кейбір жасушаларда олар РЭҚ-да мүлдем болмауы мүмкін. Мұндай аймақтар алдымен екінші, содан кейін үшінші немесе бағдарламаланған болса, төрттік құрылымды қалыптастыру үшін қажет.
Жасушадағы барлық ақуыз синтезі АТФ энергиясының көп мөлшерін жұмсау арқылы жүреді. Сондықтан ақуыз биосинтезін сақтау үшін барлық басқа биологиялық процестер қажет. Сонымен қатар, энергияның бір бөлігі белсенді тасымалдау арқылы жасушадағы ақуыздарды тасымалдау үшін қажет.
Белоктардың көпшілігі модификация үшін жасушаның бір жерінен екіншісіне тасымалданады. Атап айтқанда, посттрансляциялық ақуыз синтезі Гольджи кешенінде жүреді, мұнда көмірсу немесе липидті домен белгілі бір құрылымның полипептидіне қосылады.
