Funkciók a nukleinsavak a megvalósítása genetikai információ replikációs, transzkripciós és
Funkciók a nukleinsavak a megvalósítása genetikai információ: replikációs, transzkripciós és transzlációs. A módszertani jelentősége az elvet a genetikai információ átadását: DNS - RNS * - * fehérje.
A szintézist „nem-adatok” a molekula (például, glikogén) tisztaságát a végtermék biztosítja speciális enzim. Enzyme jellemző szubsztrát specifitás, azaz az aktív helyét a molekula képes kötődni csak UDP-glükóz és nem-redukáló vége a glikogén molekula, amelynek meg kell hosszabbítani. Ezért, az aktív enzimes központ lehet tekinteni, mint egy „mátrix”, mivel a szubsztrátum között végezzük molekulák komplementer illeszkedést.
A makromolekulák DNS, RNS vagy fehérjék egy aktív helyén az enzim nem képes biztosítani egy adott szekvenciát négy kódolási egység. Meg lehet kommunikálni egymással, csak egy vagy néhány „építőelemek”, és tartalmaznak egy nukleinsavszekvenciát az összetételében ezer nukleotidot. Ezért, a természet itt ment egy másik módja: egy sablont szintéziséhez DNS szál DNS-molekulák egy másik lánc.
DNS transzkripcióját a sejtosztódás során kezdődik a szétválasztása a két lánc, amelyek mindegyike válik mátrix, szintetizáló nukleotid szekvenciát az új láncok. Helikáz, topoizomeráz és DNS-kötő fehérjék letekeredik DNS tartsa a mátrix a hígító a DNS-molekula, és el van forgatva. Pontossága replikáció biztosítja a pontos egyezés komplementer bázispárok. Replikáció -katalizátor jelenlétében néhány DNS-polimerázok és a transzkripció - az enzim RNS-polimeráz. Ha a replikáció leányvállalatok spirál göndör vissza anélkül, hogy az energia költségeket és enzimeket.
Viszonylag jól tanulmányozott folyamat a DNS-replikáció és transzkripció baktériumok. Képesek replikálódni DNS, nem kiegyenesített egy lineáris molekula, amely egy gyűrű alakú formában. A folyamat úgy tűnik, hogy kezdődjön egy bizonyos részét a gyűrűt, és megy két irányban (egy - folytonos, a második - töredékes, majd a „ragasztás” fragmentumok). Megindítása replikáció szabályozása alatt celluláris szabályozás. DNS-replikáció sebessége mintegy 45000 nukleotid per perc; így, a szülő villát lapolva 4500 fordulat / perc.
A hibaarány DNS-replikáció alatt nem haladja meg az 1-es nukleotid 109-1010. Az ilyen magas fokú pontosság információ reprodukálásának határozza meg nem csak a komplementer nukleotidok, hanem az intézkedés a DNS-polimerázok, amelyek képesek felismerni a hiba a kapott kódot, és rögzítse. Meg kell jegyezni, hogy a pontossága RNS és fehérjék játszanak ezerszer alacsonyabb. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a transzkripció és a transzláció során csak egyetlen sejt - nem olyan létfontosságú folyamatban, például a replikáció, amely meghatározza a jövőben a faj.
Replikációs eukarióták azonos rendszernek az lenne néhány hónapig tart (replikációs villa sebesség csak egy mikrométer percenként). Ezért a DNS-eukarióta folyamat kezdődik egyszerre több száz vagy több ezer pontot. Minden kromoszómák a sejt meg kell ismételni egy időben, és ezzel egyidejűleg egy ketrecben ezer villa munkát.
Között a replikáció és transzkripció szignifikáns különbséget az első esetben mind a DNS-molekula másolható, a második, mint általában, csak bizonyos gének. A minimális hossza az mRNS hossza határozza meg a polipeptid-lánc, amelyre azt szánták. Az azonosító nukleotidszekvenciák, jelezve az elején és végén az RNS-szintetizáló gének, még nem tisztázott.
Molekulák p-RNS és a T-RNS van kialakítva hosszabb prekurzorok - heterogén nukleáris RNS (RG-RNS). RN-RNS hossza miatt megnövekszik, nontranslating intronok, amelyek már nem a végső RNS. Intronok eltávolítjuk kis nukleáris RNS. ER-RNS komplementer nukleotidok végein intronok - ideiglenesen velük kapcsolatos, húzza a intron egy hurokban. A végén a kódoló fragmenseket csatlakozott, amely után az intron eltávolítjuk az áramkör biztonságosan.
Néhány RNS-tartalmú állati vírusok alkalmazásával RNS-függő DNS-polimeráz szintetizálására DNS komplementer virális RNS. Ez beépül a genomba egy eukarióta sejt, ahol maradhat sok generáción keresztül lappangó állapotban. Bizonyos körülmények között (például, rákkeltő anyagoknak való kitétel) virális géneket lehet aktiválni, és a normális sejtek válnak rákok.
fehérjeszintézis (transzláció) a legösszetettebb bioszintetikus folyamatok: ez megköveteli a nagyon nagy számú specifikus enzimek és más makromolekulák, amelyek összesen látszólag jön háromszáz. Néhány ezek közül is össze egy komplex háromdimenziós szerkezetének a riboszóma. De annak ellenére, hogy rendkívül összetett a szintézis végbemegy rendkívül nagy sebességgel (több aminosavat a második). A folyamat lelassítható, vagy akár le is állíthatja inhibitorok, antibiotikumok.
Az ötvenes években XXveka találtuk, hogy a fehérje szintézist előfordul ribonukleoprotein részecskék, úgynevezett riboszómák. Az átmérője a riboszóma E. coli baktériumok 18nm, és azok teljes száma - több tízezer a sejtben. eukarióta riboszómák valamivel nagyobb (21nm). Maga a folyamat zajlik öt szakaszban.
1. aktiválása aminosavak. Mind a 20 fehérje aminosav hozzákapcsolását kovalens kötések egy adott m-RNS, energia felhasználásával ATP. Reakció Catalysis szakosodott enzimek, amelyek megkövetelik a magnéziumionok jelenlétében.
2. Az eljárás megindítása a fehérje lánc. mRNS, amely információkat tartalmaz a fehérje kötődik a kis részecskék és a riboszóma a kezdeményező aminosav kapcsolódik a megfelelő tRNS. T-RNS komplementer egy részét, hogy a-RNS triplett a kezdetét jelzi a fehérje lánc.
3. nyúlás. A polipeptid-lánc hosszabb lesz, mivel egymást követő hozzáadásával aminosavak, amelyek mindegyike szállítják a riboszóma és van ágyazva egy adott helyzetben a megfelelő m-RNS. Jelenleg a genetikai kód teljesen dekódolható, hogy van, az aminosavak vannak képezve a hármasok nukleotidok. Nyúlás végezzük a citoszol fehérjék (ún elongációs faktorok).
4. Megszűnés. Befejezése után a szintézis áramkör, ami arra utal, egy másik specifikus kodon mRNS, a polipeptid felszabadul a riboszóma.
5. minimalizálása és feldolgozás. Ahhoz, hogy a szokásos formáját fehérje feltekeredik, amely egy bizonyos térbeli konfigurációját. Mielőtt vagy miután a hajtogatás polipeptid feldolgozzák, végzi enzimek és eltávolításával jár extra aminosavak, foszfát csatlakozás, metil- és más csoportok, stb
A genetikai kód számos jellemzőjét. Először is, nincs kód „írásjelek”, hogy van, jelzések kezdetét és végét kodon. Másodszor, a 3 nukleotid triplett (UAG, UAA, UGA) nem felel meg bármilyen aminosav, és a végét a polipeptid-lánc, és az AUG kodon jelzi a kezdete egy lánc, vagy (ha a szekvencia közepén) az aminosav a metionin. Sok aminosavat lehet kódolva több különböző kodon. Minden kodon aminosavak azonosak minden szervezetek vizsgálták: a vírus emberre. Úgy tűnik, hogy minden szervezet a Földön leszármazottai közös genetikai őse. Ugyanakkor az elmúlt években kodon találtak a mitokondriumokban az emberi sejtek, amelyek nem esnek egybe a „normális” szótárban. Jelenlétük rejtély a tudósok.
A fehérjeszintézist igényel sok energiát - 24,2 kcal / mol. Miután vége a fehérje szintézisét egy speciális vezető polipeptid szállítják a rendeltetési helyére.
A protein szintézist ellenőrzött üzemeltetők gének. Állítsa be a dolgozó gének - a piaci szereplők és a strukturális gének - úgynevezett operon. Operonok nem független rendszer, és a „követik a” gének-szabályozók. felelős indításakor vagy leállításakor az operon. Ellenőrző szabályozók gének alkalmazásával végezzük egy speciális anyag, szintetizáljuk őket, ha szükséges. Ez az anyag reakcióba lép az üzemeltető, és blokkolja azt, ami ezzel jár munkabeszüntetés operon. Ha az anyag reagál a kis molekulák - induktorok. ez lesz a jel a folytatása a rendszer.