Biosyntese av Protein i cellen

Alle celler i alle organismer som autotrophic og heterotrophic, i stand til å utføre syntese av proteiner — den viktigste komponenten av plast exchange. I en kompleks og flere trinn av protein syntese i en levende celle (dvs., biosyntese) vil bli vurdert bare ett trinn: dannelse av polypeptid kjeder av enkelte aminosyrer, som hver har en bestemt plass i protein molekyl. I den mest Generelle form kan de søke på følgende måte. I cellekjernen DNA-molekyler som er «skrevet» (kodet ord) kode sekvensen av aminosyrer i et protein. Informasjon om bestilling av kjernefysiske DNA overføres til det syntetiske RNA. Denne prosessen kalles transkripsjon. RNA i cytoplasma kommer inn i forbindelse med ribosomes. Den ribosomes av cytoplasma gjøre og aminosyrer. Dem gir tilbake transfer RNA. Informasjon og transport av RNA langs strengt avgjør rekkefølgen av aminosyrer i løpet av deres syntese av enzymer av ribosomes til et protein molekyl. Denne overføringen kode av RNA til aminosyrer i et protein molekyl kalles oversettelse. Etter syntese av protein molekyl løsner fra ribosomet og går gjennom endoplasmic reticulum inn i cellen.

la oss nå Vurdere disse fasene biosyntese av protein i mer detalj.

I hvert DNA-molekyl som er kodet sekvens av aminosyrer for mange titalls eller hundrevis av ulike proteiner. Koding metoden er som følger: sekvensen av aminosyrer i et protein molekyl er bestemt av sekvens av nukleotider i et DNA-molekyl. Men på grunn av aminosyrer til proteiner, 20, og bare 4 nukleotider, hver aminosyre har mer enn ett nukleotid, og en kombinasjon av tre nukleotider, kalt trilling. Alle disse kombinasjoner (fra 4 til 3) kan være 64, som er enda mye mer enn aminosyrer.
Allerede dekryptert kodene for alle aminosyrene komponere proteiner. Dermed aminosyren cystein er kodet i DNA-molekylet denne kombinasjonen av nukleotider (trilling): A—C—A1; aminosyren valin trilling C—A—A; aminosyren leucine — trilling En—En—C; aminosyre Proline — trilling G—G—G.

følgende forkortelser er brukt: A — adenine, G — guanin, T — innhold av tymin, C — cytosine, U — uracil.

Så hvis noen del av DNA-molekylet, nukleotid-sekvensen vil være:

C – A – A – A – C – A – A – A – C – G – G – G

dermed denne delen av DNA-molekylet er kodet på følgende link aminosyrer i et protein molekyl:

valin — cystein — leucine — Proline.

Siden lengden av DNA-molekylet i stor grad overstiger lengde av protein molekyl langs en enkelt DNA-molekylet kan være kodet aminosyresekvens for mange proteiner. Delen av DNA-molekylet som inneholder informasjon om et protein molekyl, som kalles et gen (mer om dette konseptet se Kapittel «Genetikk»). Kombinasjonen av alle DNA-molekylene i cellene består av informasjon om strukturen av alle proteiner som er i stand til å syntetisere denne typen av et dyr eller en plante. Transkripsjon (omskriving) – koden informasjon om protein syntese fra DNA-molekyler til RNA-molekyler som oppstår i prosessen av deres syntese.
RNA er syntetisert i kjernen. Som i tilfellet med replikasjon av DNA-molekyler, RNA er syntetisert fra nukleotider av prinsippet om gjensidighet. Matrise av denne syntesen er DNA-molekylet. Det er bare nødvendig å være oppmerksom på at RNA er diminovula nukleotid (T) har oralloy (U). Derfor, når syntese av RNA mot En(DNA) stige U(RNA) mot T(DNA)(RNA) mot G(DNA) — C(RNA) vs C(DNA) — G(RNA) Så allerede koden ovenfor for rekkefølgen av fire aminosyrer er «oversatt» fra språket i DNA inn i språk av RNA til følgende:

valin cystine leucine Proline aminosyresekvens
– C — A — A — A — C — A — A — A — C — G — G — G denne koden rekkefølge
i en kjede av DNA –
G — U — U — U — G — U — U — U — G — C — C — C transkripsjon av denne sekvensen
RNA-molekylet

Derfor, for samme aminosyre (f.eks., valin) i DNA-molekylet er kodet med trilling C—A—A, og etter transkripsjon av RNA-molekylet er kodet complentary trilling G—U—U. Dette naturlig følger av metoden for syntese av molekyler av RNA. Etter at du har fullført syntese av disse molekylene fra kjernen ut i cytoplasma og komme i kontakt med ribosomes. Sted av protein syntese er ribosomes. Hver av dem som om tredd på et molekyl av RNA (figur 8), og beveger seg langs det, å «lese» plan for Montering av protein molekyler, trilling for trilling. Transformasjonen av denne planen til ekte protein molekyler er gjennomført med deltakelse av en annen nukleinsyre, transfer RNA.

Diagram av protein syntese i ribosomet
bildet. 8. Ordningen av protein syntese i ribosomet. 1 — ribosomet, 2 — RNA, 3 — overføring av RNA til aminosyrer 4 — protein

transport av RNA-molekyler er nok fargestifter er et kort, enkelt kjede av nukleotider. Hvert molekyl av overføring av RNA er spesifikke for en enkelt aminosyre, bare det kan levere fra cytoplasma til stedet for «Montering» protein. Spesifisitet for overføring av RNA-molekyler er oppnådd ved sin struktur: den ene enden av en kort kjede bærer en triplett, tilsvarende kode av aminosyren (f.eks., valin — C—A—A) og den andre enden kan kjemisk bare koble til med den samme syre. Det er i denne par (for eksempel Malinova transfer RNA og valin), faller de på ribosomet. Dersom du på dette tidspunkt, ribosomet er «malinowa» trilling-RNA (G—U—U), «malinowy» trilling frie enden av transport-RNA (C—A—A) i henhold til prinsippet om gjensidighet umiddelbart slutter seg til RNA. Dermed aminosyren valin er fast akkurat der det først ble kodet i DNA-molekylet (trilling C—A—A), deretter et molekyl av RNA (triplett G—U—U), og til slutt levert til overføring av RNA med trilling C—A—A. Dermed, mens ribosomet beveger seg langs RNA-molekyl, ulike transfer RNA med sine aminosyrer bli med RNA. Enzym systemer av ribosomes sekvensielt spaltet aminosyre fra overføring av RNA og kobler dem sammen i en kjede av protein molekyler. Utgitt RNA transport deretter flytte inn i cytoplasma for følgende deler av aminosyrer. Dette etablerer spesifisiteten av et protein molekyl på nivå med dens primære struktur. Sekundær og tertiær struktur av et protein molekyl er bestemt av dets primære struktur, og en rekke andre forhold. Det bør tas hensyn til at hver av den beskrevne elementer av biosyntese er catalyzed av visse enzymer, og leveres med energi av ATP-molekyler.
Selv svært skjematisk beskriver prosessen med biosyntese overrasket av sin ordenen. Og hvis vi legger til at i den levende cellen syntese av et protein molekyl varer bare 3-4 sekunder, og som på samme tid i ulike deler av cellen gjennomført synteser av en rekke proteiner og sammen med den kommer en rekke andre biokjemiske prosesser, så spørsmålet er: på hvilken måte er det justerbar? Ikke alle spesifikke måter i forordning er oppdaget av vitenskapen. Men hun åpnet den viktigste prinsipp for regulering i en levende celle er autoregulation. Det er veldig enkelt tilfelle er følgende. Hvis et protein fremstilt i cellen i tilstrekkelige mengder, det hindrer ytterligere syntese faktum av tilstedeværelsen av dette proteinet i cellen. Før han blir fjernet fra cellen (eller ikke brukt på noen annen måte), det er kjemisk virker på proteiner enzymer som er involvert i sin syntese som en brems. Enzymer midlertidig slutte å fungere. Syntesen er satt på pause. Men det er protein som forbrukes. Dermed sin hemmende effekt på enzymer som forsvant. Og syntese igjen.
Det er lett å forstå hvor lang og krevende var veien til utviklingen av levende organismer, før de har oppnådd en slik perfekt autoreguljatsii.

Dette innlegget er også tilgjengelig på Білоруська, Český, Deutsche, English, Español, Suomalainen, Français, Italiano, 日本, Polski, Portugues, Русский, Українська و 中國.

Tags:,
Реклама: