A fehérje bioszintézis alapvető szakasza
1 szakasz. DNS transzkripciója. Az átíródott DNS-szál komplementer láncát DNS-függő RNS polimeráz alkalmazásával végezzük. MRNS-molekula egy másolata a nem-átíródó DNS-szál, azzal a különbséggel, hogy a dezoxiribonukleotidok tartalmaz ribonukleotidokat, amely szerkezet magában foglalja, timin helyett uracilt.
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 "csomók nélküli" exonok összekapcsolási folyamatát megosztásnak nevezzük.
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.
Nyúlás. A megnyúlás lényege a következő aminosavak hozzáadása, vagyis a polipeptidlánc növekedése. 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.
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.
Az alternatív összekapcsolás olyan eljárás, amelyben az elő mRNS-ből levágott exonok különböző kombinációkban kombinálódnak, ami az érett mRNS különböző formáit eredményezi. Ennek eredményeképpen egy gén többféle fehérjét hozhat létre.
Hogyan szabályozzuk az egyes fehérjék szintézisének szabályozását, egy viszonylag egyszerű elrendezett bakteriális sejt példáját vesszük szemügyre. Ismeretes, hogy amíg a cukor hozzá nem kerül a tápközegbe, amelyben a baktérium él, nincs olyan enzim a sejtben, amely a hasadáshoz szükséges. A baktérium nem tölti az ATP energiáját a fehérjék szintézisére, amelyek pillanatában feleslegesek. Néhány másodperccel azonban a sejtben lévő cukor hozzáadása után minden olyan enzim szintetizálódik, amely következetesen a baktériumok élettartamához szükséges termékké alakítja át. A cukor helyett más olyan vegyület lehet, amelynek a sejtben való megjelenése "magában foglalja" az enzimek szintézisét, amelyek lebontják a végtermékre. A sejtekben az enzimek hatásának kitett vegyületeket szubsztrátoknak nevezzük.
Az enzimeket, amelyek részt vesznek a szubsztrát egyik végtermék-transzformációjának láncában, egy operon egymást követő génjein kódolják. Ezeknek a géneknek a nevét, amelyek szerkezetileg (mivel meghatározzák az enzimek szerkezetét), és az RNS-polimeráz promoter-leszállópárnája, a DNS-operátor speciális területe van. Úgy hívják, mert vele van a működés - az mRNS szintézise. Egy speciális fehérje, egy represszor kölcsönhatásba lép az operátorral. Míg a represszor "ül" az operátoron, a polimeráz nem tud mozogni és elkezdeni az mRNS szintézisét (25. ábra).
Ábra. 25. A baktériumok transzkripciójának és transzlációjának szabályozása. RNS-szex-RNS polimeráz; P1 és P2 különböző represszor fehérjék; Ф1, Ф2, ФЗ - enzimek
Amikor a sejt megjelölve A hordozóhoz, amelyek szükségesek a hasítási enzim F-1, F-2, F-3 kódolt szerkezeti gének az operon egy, az egyik molekula a represszor kötődik szubsztrát akadályozó olvasni információkat ezen enzimek. Egy szubsztrátmolekula által megkötött represszor elveszti a kölcsönhatás képességét az operátorral, eltávolodik tőle, és felszabadítja az RNS polimeráz útját. Polimeráz szintetizálja az mRNS, amely a szintézis során a riboszómák enzimek hasító szubsztrát A. Miután az utolsó A szubsztrát molekula kerül átalakításra a végtermék, represszor megjelent az üzemeltető által visszirányú közel polimeráz. A transzkripció és a fordítás leáll; Az mRNS és az enzimek funkcióik teljesítése után, nukleotidokká és aminosavakká hasítják.
Egy olyan géncsoportot tartalmazó másik operon, amelyben enzimeket kódolnak a B szubsztrát hasításához, zárva marad mindaddig, amíg ezen szubsztrát molekulái nem lépnek be a sejtbe (25. ábra). Számos esetben bizonyos transzformációs láncok végtermékei szolgálhatnak szubsztrátumként az új biokémiai csővezetékek számára. Nem minden operonnak van több szerkezeti génje, vannak olyan operonok, amelyek csak egy gént tartalmaznak. Az operonban lévő szerkezeti gének száma függ egy adott szubsztrát biokémiai transzformációinak összetettségétől.
A mikroRNS - kis nem-kódoló RNS-molekulák 18-25 nukleotid hosszú (átlagosan 22), a növényekben, néhány vírus zhivotnyhi részt vesznek a transzkripció és a génexpresszió szabályozásában posttranskiptsionnoy. A mikro-RNS fontos szerepet játszik a génexpresszió szabályozásában. A MicroRNS-ek egy vagy több mRNS-re specifikus fragmenssel kiegészítik egymást. Az állatok mikroRNS-jai általában kiegészítik a 3'-UTR-t, míg a növényi mikroRNS-ek általában komplementerek az mRNS kódoló részével. A bázisok teljes vagy szinte teljes párosítása a miRNS és a cél mRNS között kiváltja a cél pusztulását.
Az emberi genom egy olyan örökletes anyag gyűjteménye, amelyet emberi sejtbe zártak. Az emberi genom a magban jelen lévő 23 pár kromoszómából, valamint mitokondriális DNS-ből áll. Huszonkét pár autoszóma, két nemű X és Y kromoszóma, valamint az emberi mitokondriális DNS összesen mintegy 3,1 milliárd bázispárt tartalmaz.
A humán genomprojekt megvalósítása során minden kromoszóma és mitokondriális DNS DNS-szekvenciáját meghatároztuk. Jelenleg ezeket az adatokat aktívan használják a biomedikai kutatások világszerte.