Kémiai Nobel-díj 2018
Az idei kémiai Nobel-díjat kapta az amerikai Tom Staytsu a Yale Egyetem, a brit tudós Venkatramanu Ramakrishnan Laboratórium Molekuláris Biológiai Cambridge-ben, és a professzor a Weizmann (Izrael) Ada Yonath. Ezek a kutatók meghatározni a szerkezet a riboszóma.
Mi a riboszóma és hogyan működik? Miért kell tanulni, és különösen, hogy miért volt olyan fontos, hogy meghatározzák a szerkezete a hatalmas makromolekuláris komplex? Hogyan tudjuk használni ezt a tudást a gyakorlatban? Igyekszünk, hogy ezekre a kérdésekre válaszolni.
Nukleotid- és aminosav „ábécé"
Valószínűleg mindenki hallott már, hogy az információ, hogyan kell építeni a szervezet tárolja a DNS - egyfajta „könyvtár” egy élő sejt. Fehérje - a fő molekuláris „munkások” a cellában: ők végeznek az átalakulás az anyag és az energia, a mozgásáért felelős sejtek alkotnak a „csontváz”, részt vesz a genetikai információ átadását, hanem számos egyéb funkciókat. Mert az ő képes élni minden pillanatban a sejt használ csak egy kis része a genetikai információt. „Current jelzések” másolása egyes DNS szegmensek formájában rövid „üzenetek” - mRNS-molekulákat (hírvivő RNS).
A riboszóma - kis intracelluláris szabálytalan alakú, amely két egyenlő „felezve”. Ellátja egy nagyon fontos funkciója, „olvassa” az mRNS üzenetet, majd ezeket a „jelentések” szintetizálni fehérjemolekulák. Egy ilyen eljárás az úgynevezett fordítást. A kihívás a riboszóma, ez nagyon nehéz. Mert a fehérjék nem állnak nukleotidok, de alapvetően eltérő építőelemek - aminosavak. És csak négy nukleotidok és aminosavak - húsz.
Hogyan szereplő információk a négy nukleotid, aminosav átalakul a kódot? Az a tény, hogy mindegyik aminosavat kódolja három „betű” - nukleotid. A négy nukleotid az ábécé betűit teheti 64 hárombetűs „szó” - kodon. Minden egyes kodon megfelel annak specifikus aminosav. Mivel kodonhasználat (64) nagyobb, mint az aminosav (20), bizonyos aminosavakat kódolják több kodon. Megfejtésében a genetikai kód Marshall Nirenberg. Gobind Korán és Robert Holl-ben elnyerte a Nobel-díjat 1968-ban Medicine.
Játszanak a riboszóma
Mi alapján a riboszóma felismer kodonhasznáiati, hogy „emlékszik” bármely aminosav kodon, amely megfelel? Paradox módon, a riboszóma önmagában nem „tudja” semmi „emlékszik”. A sejt, vannak speciális kis RNS-molekulák úgynevezett tRNS-ek, vagy szállító, „magára”, és felismerik a megfelelő aminosav az aminosav kodon a mRNS-molekula. Minden tRNS hordozza csak a „saját” aminosav. Az ötlet, hogy a tRNS lehet egyfajta „adapter” a kodon és aminosavat tartalmaz, azt javasolták az ötvenes években az amerikai tudós, a jövő Nobel-díjas Francis Crick.
Fordítása genetikai információt a riboszóma valóra válik. Különleges enzimek erős kémiai kötés „varrott”, hogy a megfelelő aminosav-tRNS-molekula. Így tRNS bedobja hasonló szerkezetű a bagel vagy a levél G. A végén a „bagel” aminosav-és az úgynevezett a antikodont. Kimutat egy antikodon megfelelő kodonban az mRNS, ezáltal juttatják, hogy a helyén egy aminosav „szerelvény” a fehérje molekula.
Sőt, a sejt-tRNS-t „fordító” a nukleotid „nyelv” egy aminosav. riboszómák munka csapódik le, hogy annak érdekében, hogy vegye fel a tRNS egyikének megfelelő aminosav, ami szükséges az építési proteinláncokkal a pillanatban. Ezt a folyamatot nevezik információkat olvas dekódolást. A következő kisebb a két egyenlőtlen subparticles álló helytől. A nagy alegység aminosav fordul a lánc varrás - egy új fehérje molekulát.
Hogyan gondoskodik a riboszóma. Az út elején
Mivel a riboszóma megbirkózni ilyen nagyszámú kölcsönható molekulák és hogyan ez a molekuláris „gyári”? A kémiai szempontból, a riboszóma keveréke RNS és fehérje. Ez három molekula RNS, riboszómális RNS kapcsolódó számos riboszóma fehérjéket. Baktériumok a kis alegységének áll 21 egyedi fehérje, és a nagy - 33. A teljes tömege a riboszóma mérjük megadaltonami. Ellentétben hasonló tömegű riboszóma nincs vírus részecskék nincsenek elemei szimmetria, ami rendkívül nehéz tanulmányozni a szerkezetét.
körülbelül 25 nm. Némelyikük kapcsolódnak
A membránokat az endoplazmás retikulum,
mások - lokalizált a citoplazmában
Fedezze fel a készülék riboszóma, a tudósok elkezdték régen. Kezdetben ezt a módszert használják elektronmikroszkóppal, ami a Szovjetunióban sikeresen alkalmazott RAS levelező tagja Nyikolaj Andrejevics Kiselev (vezetője Laboratórium Intézet vettünk. VA Shubnikova Tudományos Akadémia) és a professzor Victor D. Vasziljev (Institute of Protein Research RAS). Ez a jelenleg használt fejlett technika, az úgynevezett cryoelectron mikroszkóppal. Ezzel a módszerrel, a késő 90-es években a XX században, a két vezető laboratóriumok - Marina Van Hill Angliában és Joachim Frank az USA-ban - leküzdeni a küszöböt felbontása 20 Á. Most megengedi cryoelectron mikroszkópos közelít 5-7 nm. Lehetővé vált, hogy „látni” a spirál az RNS és egyes tartományok a fehérjék, de még mindig nem elég ahhoz, hogy megértsük a részleteket a szerkezet a riboszóma.
Ugyanakkor folytatni kémiai vizsgálatok a riboszóma szerkezetét. Így a laboratóriumi akadémikus Alexei Bogdanov. a csoport professzor Olga Anatolevny Dontsova (Department of Chemistry MSU) egy kémiai térhálósító azt pontosan meghatározott molekuláris környezet mRNS riboszóma. Németországban, Richard Brimakomb (Institute of Molecular Genetics. Max Planck) eredményeit összehasonlítva cryoelectron mikroszkópos és kémiai keresztkötés, létrehozott egy modellt a szerkezet a riboszóma, mint később kiderült, elég pontos.
Nobel RACE szerkezetnél
MIT KELL hogy a szerkezet Riboszóma
Nos, a riboszóma szerkezete már nehéz meghatározni. Egy másik kérdés - akár ebben semmi értelme. Kétségtelen, hogy a riboszómák szerkezetének nemcsak gazdagította ismereteinket közötti kölcsönhatás az RNS és a fehérjék, ő vetette fel ezt a megértést, hogy egy új szintre. Megerősítette, hogy a tudósok már régóta sejtette: a riboszóma nemcsak szerkezeti, hanem az összes többi fő funkcióit RNS. Miért is érdekes ez? Ez azt bizonyítja, hogy a riboszóma jönnek hozzánk dobelkovogo, az úgynevezett RNS világban.
Sokáig a tudósok nem értik, hogy milyen sorrendben bármely mechanizmus továbbításának genetikai információ az élő sejtekben. DNS-t nem lemásolni magát, erre van szüksége a fehérjemolekulák. Az viszont, fehérjék szintézisének kódolásához szükséges az RNS-DNS is olvasható keresztül fehérjék. Ennek eredményeként mind a három nagy biomolekulák egymással ok-okozati összefüggések.
RNS világ elképzelés az, hogy, mielőtt bármilyen fehérjék és DNS később, és a katalitikus funkciót, és a funkció a tároló a genetikai információt hordozó RNS-molekulák. Most, hála a felfedezés új Nobel-díjas világossá vált, hogy a riboszóma jönnek hozzánk az RNS világ. Tény, hogy annak eredetét és kezdetét jelezte a fehérje világot, mert a riboszóma - épül alapján RNS gép fehérjék előállítására.
Szerkezetét meghatározó a riboszóma atomi felbontás - ez egy abszolút áttörés ezen a területen az alapvető tudomány, valamint egy egyedülálló lehetőség, hogy tervezzen és új gyógyszerek. Akkor ismét megcsodálhatjuk ezt a kitüntetést a Nobel-díjasok, és kívánunk nekik további felfedezéseket.
A riboszóma MUNKA: AZ közvetítenek transzlokáció
fordítás mechanizmus meglehetősen bonyolult. Röviden, a működés riboszóma tRNS áthalad a különbség a két riboszomális alegységek egymás alá három tRNS kötődési „zseb”. Az első „zseb” (A-site) kötődik komplex tRNS, és aminosavak (amino-acil-tRNS), a második „zseb” (R-rész) van tRNS-ek, hogy a riboszóma jött olvasása közben az előző kodon (peptidil-tRNS). Ezzel a tRNS kapcsolódik nem csak a „saját” egy aminosav, de az egész fehérjemolekula szintetizált abban a pillanatban. Valójában a lánc aminosavak térhálósító eljárás a átadása a naszcens peptid a tRNS ezen most érkezett az első „zseb” a komplex tRNS-t egy aminosav. Ebben az újonnan érkezett tRNS tulajdonít magának a teljes riboszóma fehérje szintetizálódik. Ez tRNS, amely hordozta a fehérjemolekula válik „üres”.
Doctor of Chemistry Peter Sergiev. Moszkvai Állami Egyetemen. MV Lomonoszov
Kérjük, értékeld a cikket: