Har qanday organizmning hujayrasi kimyoviy moddalar ishlab chiqaradigan yirik zavoddir. Bu erda reaksiyalar lipidlar, nuklein kislotalar, uglevodlar va, albatta, oqsillarning biosintezida sodir bo'ladi. Proteinlar hujayra hayotida juda katta rol o'ynaydi, chunki ular ko'plab funktsiyalarni bajaradi: fermentativ, signalizatsiya, strukturaviy, himoya va boshqalar.
Protein biosintezi: jarayon tavsifi
Oqsil molekulalarining tuzilishi koʻp sonli fermentlar taʼsirida va maʼlum tuzilmalar ishtirokida sodir boʻladigan murakkab koʻp bosqichli jarayondir.
Har qanday oqsil sintezi yadroda boshlanadi. Molekulaning tuzilishi haqidagi ma'lumotlar hujayraning DNKsida qayd etiladi, undan o'qiladi. Organizmdagi deyarli har bir gen bitta noyob oqsil molekulasini kodlaydi.
Oqsil biosintezida sitoplazma qanday rol o'ynaydi? Gap shundaki, hujayra sitoplazmasi murakkab moddalarning monomerlari, shuningdek, oqsil sintezi jarayoni uchun mas'ul bo'lgan tuzilmalar uchun "hovuz" hisoblanadi. Shuningdek, hujayraning ichki muhiti doimiy kislotalilikka ega vabiokimyoviy reaktsiyalarda muhim rol o'ynaydigan ion tarkibi.
Oqsil biosintezi ikki bosqichda amalga oshiriladi: transkripsiya va tarjima.
Trankripsiya
Bu bosqich hujayra yadrosida boshlanadi. Bu erda asosiy rolni DNK va RNK (deoksi- va ribonuklein kislotalar) kabi nuklein kislotalar o'ynaydi. Eukariotlarda transkripsiya birligi transkripton bo'lsa, prokariotlarda DNKning bu tashkiloti operon deb ataladi. Prokaryotlar va eukariotlardagi transkripsiya o'rtasidagi farq shundaki, operon DNK molekulasining bir nechta oqsil molekulalarini kodlaydigan bo'limi bo'lib, transkripton faqat bitta protein geni haqida ma'lumot olib yuradi.
Transkripsiya bosqichidagi hujayraning asosiy vazifasi DNK shablonidagi messenjer RNK (mRNK) sintezidir. Buning uchun yadroga RNK polimeraza kabi ferment kiradi. U dezoksiribonuklein kislota joyini to'ldiruvchi yangi mRNK molekulasining sintezida ishtirok etadi.
Muvaffaqiyatli transkripsiya reaktsiyalari uchun TF-1, TF-2, TF-3 deb ham qisqartirilgan transkripsiya omillarining mavjudligi zarur. Bu murakkab oqsil tuzilmalari RNK polimerazasini DNK molekulasidagi promotor bilan bog'lashda ishtirok etadi.
mRNK sintezi polimeraza terminator deb ataladigan transkriptonning oxirgi qismiga yetguncha davom etadi.
Operator, transkriptonning boshqa funktsional sohasi sifatida, transkripsiyani inhibe qilish yoki aksincha, RNK polimeraza ishini tezlashtirish uchun javobgardir. Ga javobgarmos ravishda maxsus oqsillar-ingibitorlar yoki oqsillar-aktivatorlar transkripsiya fermentlarining ishini tartibga solish.
Efir
mRNK hujayra yadrosida sintez qilingandan so'ng sitoplazmaga kiradi. Protein biosintezidagi sitoplazmaning roli haqidagi savolga javob berish uchun tarjima bosqichida nuklein kislota molekulasining keyingi taqdirini batafsilroq tahlil qilishga arziydi.
Tarjima uch bosqichda sodir boʻladi: boshlash, choʻzilish va tugatish.
Birinchidan, mRNK ribosomalarga birikishi kerak. Ribosomalar - hujayraning membrana bo'lmagan kichik tuzilmalari bo'lib, ular ikkita bo'linmadan iborat: kichik va katta. Birinchidan, ribonuklein kislota kichik bo'linmaga birikadi, so'ngra katta bo'linma butun translatsiya kompleksini yopadi, shunda mRNK ribosoma ichida bo'ladi. Aslida, bu boshlash bosqichining oxiri.
Oqsil biosintezida sitoplazma qanday rol o'ynaydi? Avvalo, bu aminokislotalarning manbai - har qanday oqsilning asosiy monomerlari. Cho'zilish bosqichida, qolgan aminokislotalar biriktirilgan boshlang'ich kodon metionindan boshlab, polipeptid zanjirining asta-sekin to'planishi sodir bo'ladi. Bu holda kodon bitta aminokislotani kodlaydigan mRNK nukleotidlarining uchligidir.
Ushbu bosqichda ribonuklein kislotaning yana bir turi ishga ulanadi - transfer RNK yoki tRNK. Ular aminoatsil-tRNK kompleksini hosil qilish orqali mRNK-ribosoma kompleksiga aminokislotalarni etkazib berish uchun javobgardir. tRNKni tanib olish komplementar orqali sodir bo'ladibu molekula antikodonining mRNKdagi kodon bilan o'zaro ta'siri. Shunday qilib, aminokislota ribosomaga yetkaziladi va sintezlangan polipeptid zanjiriga biriktiriladi.
Tarjima jarayonining tugashi mRNK toʻxtash kodon boʻlimlariga yetganda sodir boʻladi. Ushbu kodonlar peptid sintezining tugashi haqida ma'lumot olib boradi, shundan so'ng ribosoma-RNK kompleksi vayron bo'ladi va yangi oqsilning birlamchi tuzilishi keyingi kimyoviy o'zgarishlar uchun sitoplazmaga kiradi.
Tarjima jarayonida maxsus proteinni boshlash omillari IF va cho'zilish omillari EF ishtirok etadi. Ular turli xil bo'lib, ularning vazifasi RNKning ribosoma bo'linmalari bilan to'g'ri bog'lanishini, shuningdek cho'zilish bosqichida polipeptid zanjirining o'zini sintezini ta'minlashdan iborat.
Oqsil biosintezida sitoplazmaning roli qanday: biosintezning asosiy komponentlari haqida qisqacha
mRNK yadroni hujayraning ichki muhitiga tark etgandan so'ng, molekula barqaror translatsion kompleks hosil qilishi kerak. Tarjima bosqichida sitoplazmaning qaysi tarkibiy qismlari bo'lishi kerak?
1. Ribosomalar.
2. Aminokislotalar.
3. tRNK.
Aminokislotalar - oqsil monomerlari
Oqsil zanjirini sintez qilish uchun sitoplazmada peptid molekulasining tarkibiy qismlari - aminokislotalarning mavjudligi. Ushbu past molekulyar og'irlikdagi moddalar tarkibida NH2 aminokislota guruhi va COOH kislota qoldig'i mavjud. Molekulaning yana bir komponenti - radikal - har bir alohida aminokislotaning o'ziga xos belgisidir. Sitoplazma qanday rol o'ynaydioqsil biosintezi?
AA vodorod protonlarini beradigan yoki qabul qiladigan bir xil molekulalar bo'lgan zvitterionlar ko'rinishidagi eritmalarda uchraydi. Shunday qilib, aminokislotalarning amino guruhi NH3+ ga, karbonil guruhi esa COO- ga aylanadi.
Tabiatda jami 200 ta AA mavjud, ulardan faqat 20 tasi oqsil hosil qiladi. Ular orasida inson organizmida sintez qilinmaydigan va hujayraga faqat yutilgan oziq-ovqat bilan kiradigan muhim aminokislotalar va organizm o'z-o'zidan hosil bo'ladigan muhim bo'lmagan aminokislotalar guruhi mavjud.
Barcha AAlar uchta mRNK nukleotidiga mos keladigan ba'zi kodon tomonidan kodlangan va bitta aminokislota ko'pincha bir vaqtning o'zida bir nechta bunday ketma-ketliklar bilan kodlanishi mumkin. Pro- va eukariotlardagi metionin kodon boshlang'ich hisoblanadi, chunki u peptid zanjirining biosintezini boshlaydi. Toʻxtash kodonlari UAA, UGA va UAG nukleotidlar ketma-ketligini oʻz ichiga oladi.
Ribosomalar nima?
Hujayradagi oqsillarning biosintezi uchun ribosomalar qanday javob beradi va bu tuzilmalarning roli qanday? Birinchidan, bu membrana bo'lmagan shakllanishlar bo'lib, ular ikkita bo'linmadan iborat: katta va kichik. Bu subbirliklarning vazifasi mRNK molekulasini ular orasida ushlab turishdir.
Ribosomalarda mRNK kodonlari kiradigan joylar mavjud. Hammasi bo'lib, ikkita bunday uchlik kichik va katta bo'linma o'rtasida joylashishi mumkin.
Bir nechta ribosomalar bitta katta polisomaga birlashishi mumkin, buning natijasida peptid zanjirining sintez tezligi oshadi va natijani darhol olish mumkinoqsilning bir necha nusxalari. Bu yerda oqsil biosintezidagi sitoplazmaning roli.
RNK turlari
Ribonuklein kislotalar transkripsiyaning barcha bosqichlarida muhim rol o'ynaydi. RNKning uchta katta guruhi mavjud: transport, ribosoma va axborot.
mRNKlar peptid zanjiri tarkibi haqidagi ma'lumotlarni uzatishda ishtirok etadi. tRNKlar aminokislotalarni ribosomalarga o'tkazishda vositachilar bo'lib, bu aminoatsil-tRNK kompleksini hosil qilish orqali erishiladi. Aminokislotalarning biriktirilishi faqat translyatsiya qiluvchi RNK antikodonining xabarchi RNKdagi kodon bilan komplementar o'zaro ta'sirida sodir bo'ladi.
rRNK ribosomalarning shakllanishida ishtirok etadi. Ularning ketma-ketligi mRNKning kichik va katta bo'linmalar o'rtasida ushlab turilishining sabablaridan biridir. Ribosomal RNKlar yadrolarda ishlab chiqariladi.
Oqsillarning ma'nosi
Oqsil biosintezi va uning hujayra uchun ahamiyati juda katta: organizmdagi fermentlarning aksariyati peptid xarakterga ega, oqsillar tufayli moddalar hujayra membranalari orqali tashiladi.
Oqsillar mushak, asab va boshqa to'qimalarning bir qismi bo'lganida ham tizimli vazifani bajaradi. Signalning roli, masalan, yorug'lik retinaga tushganda sodir bo'ladigan jarayonlar haqida ma'lumotni uzatishdir. Himoya oqsillari - immunoglobulinlar - inson immunitet tizimining asosidir.
