A fehérje bioszintézis alapvető szakasza, szabad tananyag, absztrakt és tézis
A fehérjék bioszintézisére a sejtekben egy szekvenciát mátrix-típusú reakciókban, amelyekben szekvenciális sebességváltóval genetikai információ egyik típusú másik molekulához képződését eredményezi polipeptidek genetikailag meghatározott szerkezetét.
A fehérjék bioszintézise a genetikai információ megvalósulásának vagy kifejeződésének kezdeti szakasza. A fehérje bioszintézisét biztosító fő mátrix folyamatok közé tartozik a DNS-transzkripció és az mRNS-transzláció. A DNS transzkripciója a DNS-ről mRNS-re (mátrixra vagy információs RNS-re) vonatkozó információ átírása. Az mRNS transzlációja az információ átvitel az mRNS-ből a polipeptidre. A fehérjék bioszintézisének során a mátrixreakciók szekvenciáját egy séma formájában ábrázolhatjuk.
nem átíródott DNS-szál
Az ábra azt mutatja, hogy a fehérje szerkezetére vonatkozó genetikai információ DNS-tripletek szekvenciájaként van tárolva. Ebben az esetben a DNS-láncok közül csak az egyik a transzkripció sablonjaként szolgál (ilyen láncot átírnak). A második lánc kiegészíti a transzkripciót, és nem vesz részt az mRNS szintézisében.
Az mRNS molekula templátként szolgál a polipeptid riboszómák szintézisénél. A specifikus aminosavat kódoló mRNS-tripleteket kodonoknak nevezik. A tRNS molekulái részt vesznek a fordításban. Mindegyik tRNS-molekula antikodont, felismerő tripletet tartalmaz, amelyben a nukleotidszekvencia komplementer egy adott mRNS kodonnal. Minden tRNS-molekula képes szigorúan meghatározott aminosavat hordozni. A tRNS és az aminosav kapcsolatát aminoacil-tRNS-nek nevezzük.
A tRNS molekula az általános konformáció szerint hasonlít a levélre a levélre. A lap teteje antikodont hordoz. Jelenleg 61 típusú, különböző antikodonokkal rendelkező tRNS van. A "levéllevélhez" aminosavat (20 aminosav van jelen a polipeptid riboszómák szintézisében). Minden egyes antikodonnal rendelkező tRNS molekula megfelel egy szigorúan meghatározott aminosavnak. Ugyanakkor a különböző antikodonokkal rendelkező tRNS-típusok általában egy bizonyos aminosavnak felelnek meg. Az aminosav kovalensen kapcsolódik a tRNS-hez enzimek - aminoacil-tRNS szintetázok segítségével. Ezt a reakciót a tRNS aminoacilezésének nevezik.
A riboszómákon a megfelelő aminoacil-tRNS-molekula antikodonja egy specifikus fehérje segítségével egy specifikus mRNS kodonhoz kapcsolódik. Az mRNS és az aminoacil-tRNS ilyen kötődését kodonfüggőnek nevezzük. A riboszómákon az aminosavak peptidkötésekkel vannak összekapcsolva. és a felszabadított tRNS-molekulák megkeresik a szabad aminosavakat.
1 szakasz. DNS transzkripciója. Egy komplementer mRNS láncot a DNS-függő RNS polimerázon végezzünk az átíródott DNS-szálon. Az mRNS-molekula az át nem fordított DNS-szál pontos másolata, azzal a különbséggel, hogy a dezoxiribonukleotidok helyett ribonukleotidok tartoznak, amelyek közé tartoznak az uracil a timimin helyett.
2 szakasz. Az mRNS feldolgozása (érlelése). A szintetizált mRNS molekula (primer transzkriptum) további átalakulásokon megy keresztül. A legtöbb esetben az eredeti mRNS molekulát külön fragmensekre vágjuk. Néhány fragmentumot - intronokat - nukleotidokra hasítanak, míg mások - exonok - érett mRNS-be térhálósodnak. A "csomó nélküli" exonok összekapcsolási folyamatát splicingnek nevezzük.
Az eukariótákra és az arhebaktériákra jellemző a splicing, de néha a prokariótákban fordul elő. A kötés számos fajtája létezik. Az alternatív összekapcsolás lényege abból áll, hogy az eredeti mRNS ugyanazon szakaszai lehetnek intronok és exonok. Ezután különböző típusú érett mRNS és ennek megfelelően ugyanazon fehérje különböző formái azonosak a DNS-régióval. A transz-összekapcsolás lényege a különböző gének által kódolt (néha még különböző kromoszómákból származó) exonok összekapcsolása egy érett mRNS molekulába.
3. szakasz. Az mRNS transzlációja. A fordítás (valamint az összes mátrixfolyamat) három szakaszból áll: kezdet (kezdet), megnyújtás (folytatás) és befejezés (végződés).
Az eljárás megindítása. Az iniciálás lényege a polipeptid két első aminosavának peptidkötése.
Eredetileg alakult iniciációs komplexet. amely tartalmaz: a kis riboszóma alegység, specifikus fehérjék (iniciációs faktorok), valamint egy iniciátor metionil-tRNS-specifikus aminosav-metionin - Met-tRNS Met. A beavatás komplex megtanulja kezdődő mRNS csatlakozik hozzá és diákat az kiindulópontjaként (start) fehérje bioszintézis a legtöbb esetben ez a start kodon augusztus Között a startkodon a mRNS és a antikodonja tRNS metionin kodonzavisimoe mértékben kötődik a hidrogén kötések kialakulását. Ezután csatlakozott a nagy riboszóma alegység.
Kombinációs alegységek képződött szerves riboszóma amely hordozza a két aktív centrum (site): A -uchastok (aminoacil, amely arra szolgál, rögzítésére amino-acil-tRNS) és a P -uchastok (peptidil-transzferáz, amely arra szolgál, hogy a peptid kötést aminosavak között).
Kezdetben a Met-tRNS Met az A-helyszínen található, majd a P-helyre lép. A felszabadult A-hely egy antikodont tartalmazó aminoacil-tRNS-t kap, amely kiegészíti az mRNS kodonját, az AUC kodonját követve. Példánkban a Gli-tRNS a CTG anti-kodonnal rendelkezik, amely kiegészíti a GGT kodont. Az mRNS kodonja és az aminoacil-tRNS antikodonja közötti kodonfüggő kötődés következtében hidrogénkötéseket képeznek. Így a riboszómán két aminosav található egymás mellett, amelyek között peptidkötést képez. Az első aminosav (metionin) és a tRNS közötti kovalens kötés megszakad.
A két első aminosav közötti peptidkötés kialakulását követően a riboszómát egy triplettei eltolják. Ennek eredményeképpen az iniciátor metionin tRNS transzlokációja (mozgása) a riboszómán kívül jön létre. A startkodon és az antikodon iniciátor tRNS közötti hidrogénkötés megszakad. Ennek eredményeképpen a szabad tRNS Met elhasad és megkeresi az aminosavat.
A második tRNS a transzlokáció eredményeként létrejövő aminosavval (Gli-tRNS példánkban) együtt jelenik meg a P-helyén, és az A-hely felszabadul.
Nyúlás. A lényege a nyúlást csatlakozik a következő aminosavat, azaz a kapacitás a polipeptid-lánc. Munka ciklus riboszóma a nyújtás alatt három lépésből áll: kodonzavisimogo mRNS és kötődését amino-acil-tRNS-on A -uchastke, amely egy peptid közötti kötés egy aminosav, és a növekvő polipeptidlánc transzlokáció, és a kibocsátás egy -uchastka.
De a megüresedett -uchastok belép amino-acil-tRNS-antikodon megfelel az alábbi mRNS kodon (ebben a példában, Tyr-Tyr tRNS antikodon az AEA, amely komplementer a kodon UAU).
A riboszómán két aminosav van, amelyek között peptidkötést képez. Az előző aminosav és a tRNS közötti kapcsolat (példánkban a glicin és a Gly tRNS között) megszakadt.
riboszóma majd átviszik egy másik triplett, ami transzlokációja tRNS volt -uchastke P (ebben az esetben a tRNS Gly) fordul kívül a riboszóma, és lehasítjuk a mRNS-ek. A -uchastok megjelent és riboszóma üzemi ciklus újra kezdődik.
Felmondás. Ez a polipeptidlánc szintézisének vége.
Végül a riboszóma olyan mRNS-kodont ér el, amely nem felel meg semmiféle tRNS-nek (és nem tartalmaz aminosavat). Három ilyen hülye kodon van: UAA ("okker"), UAG ("amber"), UGA ("opál"). Ezeken az mRNS-kodonokon a riboszóma munkaciklusa megszakad, és a polipeptid felépülése megszűnik. A riboszóma bizonyos fehérjék hatására ismét alegységekre oszlik.