Fehérje szintézis egy sejtben 2
A gyűjtemény a biológiai szintézis reakciók úgynevezett csere műanyag, vagy asszimiláció. A neve ennek a fajta csere tükrözi a lényeg: egyszerű anyagok bevitele a cellába, kívülről vannak kialakítva szerű anyagok Anyagok sejteket.
Vegyük az egyik legfontosabb formája műanyag anyagcsere - fehérjebioszintézist. Minden különböző tulajdonságok fehérje végső soron határozza meg elsődleges szerkezete, azaz. E. aminosavszekvenciája. Rengeteg egyedi kombinációival a kiválasztott aminosavak evolúció reprodukálni szintetizálásával nukleinsavak egy szekvenciával nitrogéntartalmú bázisok, amely megfelel a szekvencia az aminosavak fehérjék. Minden egyes aminosavat a polipeptid-lánc, felel meg a kombináció a három nukleotidból - t.
A végrehajtási folyamat genetikai információt a bioszintézis végzik a támogatás a három RNS: információ (mátrix) - mRNS (mRNS), riboszóma - rRNS és közlekedés - tRNS. Minden ribonukleinsavak szintetizáljuk megfelelő részeinek a DNS-molekula. Van egy lényegesen kisebb méretű, mint a DNS, és képviselik egyetlen nukleotid láncot. Nukleotidok foszforsav maradék (foszfát), pentóz cukor (ribóz), és az egyik a négy nitrogéntartalmú bázisok - adenin, citozin, guanin és uracil. Nitrogén Base - uracil - adenin komplementer.
Eljárás bioszintetikus összetett, és számos lépést - transzkripció, splicing és fordítás.
Az első lépés (transzkripció) fordul elő a sejtmagban: a terület egy adott gén a DNS-molekula szintetizált mRNS-t. Ez a szintézis végzik segítségével egy komplex enzimek, amelyek többsége egy DNS-függő RNS-polimeráz, amely csatlakozik a kezdeti (kezdetben) a DNS-molekula, letekeredik a kettős spirál és a mozgó mentén az egyik szál mellette szintetizál egy komplementer szálát mRNS. Ennek eredményeként a mRNS transzkripciójának tartalmaz genetikai információt a formájában soros interlace nukleotid, amelynek érdekében pontosan átmásolja a megfelelő szakasz (gén) DNS-molekula.
További vizsgálatok kimutatták, hogy a folyamat a transzkripció által szintetizált az úgynevezett pro-mRNS - elődje az érett mRNS részt vesz fordítás. Körülbelül mRNS lényegesen nagyobb méretekkel és tartalmaz fragmentumok nem kódolnak a szintézis a megfelelő polipeptid-lánc. A DNS-t, valamint a régiót kódoló rRNS, tRNS és polipeptid fragmensek, amelyek nem tartalmaznak genetikai információt. Ezek úgynevezett intronokat eltérően kódoló fragmentumok úgynevezett exonok. Intronok találhatók sok részén a DNS-molekulák. Például, egy gén - DNS-régiót kódoló csirke ovalbumin, tartalmaz 7 intronok gén patkány szérum albumin - 13 intront. A hossza a intron eltérő - a kétszáz ezer bázispár DNS-nukleotidok. Intronok olvasni (átírt) egyidejűleg exonokat, így a pro-mRNS lényegesen hosszabb, mint az érett mRNS. A sejtmagban a pro-mRNS intronok vannak vágva speciális enzimek, és fragmentumok exon „splicing” együtt egy szigorú sorrendben. Ezt a folyamatot nevezik splicing. A képződött érett, illesztett mRNS, hogy csak azokat a szükséges információkat a szintézis a megfelelő polipeptid, azaz informatív része a strukturális gén.
Jelentése az intronok és a funkció még nem teljesen tisztázott, de úgy találta, hogy ha egy olyan DNS-részek csak olvasható exonok érett mRNS képződik. összeillesztési folyamat vizsgálták a példa ovalbumin gént. Tartalmaz egy exon és intron 7. Először is, a DNS szintetizálódik pro-mRNS, amely tartalmaz 7700 nukleotid. Ezután a pro-mRNS nukleotidok száma csökken 6800, majd - a 5600, 4850, 3800, 3400, és így tovább egészen 1372 nukleotidot, megfelelő exon ... Legalább 1372 nukleotid mRNS kilép a sejtmagból a citoplazmába, és megkapja a riboszóma szintetizál egy megfelelő poiipeptid.
A következő lépés a bioszintézis - Fordítás - zajlik a citoplazmában a riboszómák segítségével a tRNS.
Szállítás szintetizált RNS a sejtmagban, de működik a szabad állapotban a citoplazmában. A tRNS-molekula tartalmaz 76-85 nukleotidot, és egy meglehetősen bonyolult szerkezet, hasonlít egy lóhere. Három helyek tRNS különösen fontosak: 1) egy antikodon álló három nukleotid, amely meghatározza a helyét kötődés a megfelelő tRNS komplementer kodon (mRNS) a riboszóma; 2) meghatározó régió tRNS specificitás, a képesség, a molekula kapcsolódik csak egy bizonyos aminosav; 3) az akceptor oldalon, amelyhez kapcsolódik az aminosav. Ez ugyanaz az összes tRNS és a következő három nukleotidból - C-C-A. Aminosav kapcsolása a tRNS megelőzi annak az enzim aktiválása amino-acil-tRNS-szintetáz. Ez az enzim az egyes aminosavak. Az aktivált aminosav kapcsolódik a megfelelő tRNS-t és leszállított ez a riboszóma.
A központi helyen, a fordítás tartozik a riboszómák - ribonukieo sejtszervecskék citoplazmában sokaságában jelen benne. Méretei riboszómák prokariótákban átlagosan 30h30h20 nm eukariótákban - 40h40h20 nm. Általában méretük meghatározott egységekben ülepítés (S) - lerakódás sebességű centrifugálással egy megfelelő közegben. A baktériumok az E. coli, a riboszóma értéke S 70 és két alegységből áll, amelyek közül az egyik állandó S 30, S 50 második, és tartalmaz 64% riboszomális RNS-t és 36% fehérje.
Molekula mRNS kilép a citoplazmába, és a sejtmagban csatlakozik egy kis riboszóma-alegységhez. A broadcast kezdődik az úgynevezett startkodon (a szintézisét az iniciátor) - A-U-T-. Amikor tRNS szállít az aminosav a riboszóma aktivált, ez köti antikodon hidrogénkötések nukleotid komplementer mRNS kodon. Vége a tRNS akceptor a megfelelő aminosavat kapcsolunk a felszínre a nagy riboszomális alegység. Miután az első aminosavat más tRNS szállít a következő aminosav, és így a riboszóma, a polipeptid-lánc szintetizálódik. MRNS-molekula általában működik több (5-20) riboszómák kapcsolt poliszómák. Az elején a szintézisét a polipeptid-lánc az úgynevezett iniciációs, növekedés annak - nyúlás. A szekvencia aminosavak a polipeptid-lánc kodon szekvenciát mRNS. Szintézise a polipeptid-lánc megszűnik, amikor az egyik mRNS jelenik terminátor kodon - UAA, UAG vagy UGA. Elhagyva a szintézis a polipeptid-lánc az úgynevezett-terminációs.
Úgy találták, hogy az állati sejtekben, a polipeptid-lánc meghosszabbodik egy második 7 aminosavak, és előlegek mRNS riboszóma 21 nukieotid. A baktériumok, ez a folyamat zajlik 2-3-szer gyorsabb.
Következésképpen, a szintézis elsődleges szerkezetének a fehérje molekula - polipeptid-lánc - következik be a riboszóma összhangban a sorrendben interlace nukleotid messenger ribonukleinsav - mRNS-t. Ez nem függ a szerkezet a riboszóma.