Белок синтези абдан маанилүү процесс. Ал биздин денебиздин өсүшүнө жана өнүгүшүнө жардам берет. Ал көптөгөн клетка структураларын камтыйт. Анткени, адегенде биз так эмнени синтездей турганыбызды түшүнүшүңүз керек.
Учурда кандай протеинди куруу керек - бул үчүн ферменттер жооптуу. Алар клеткадан белгилүү бир протеинге болгон муктаждык жөнүндө сигналдарды алышат, андан кийин анын синтези башталат.
Белок синтези кайда жүрөт
Кайсы бир клеткада белок биосинтезинин негизги жери рибосома болуп саналат. Бул татаал асимметриялык түзүлүшкө ээ чоң макромолекула. Ал РНК (рибонуклеин кислоталары) жана белоктордон турат. Рибосомалар өзүнчө жайгашышы мүмкүн. Бирок көбүнчө алар EPS менен айкалышат, бул белоктордун кийинки сортторун жана ташууларын жеңилдетет.
Эгер рибосомалар эндоплазмалык ретикулумда отурса, ал орой ЭР деп аталат. Которуу интенсивдүү болгондо, бир калыпта бир эле учурда бир нече рибосома кыймылдай алат. Алар бири-бирин ээрчишет жана башка органеллдерге такыр кийлигишпейт.
Синтез үчүн эмне керекбелче
Процессти улантуу үчүн белок синтези системасынын бардык негизги компоненттери ордунда болушу керек:
- Чынжырдагы аминокислота калдыктарынын, тактап айтканда мРНКнын тартибин белгилеген программа, бул маалыматты ДНКдан рибосомаларга өткөрөт.
- Жаңы молекула түзүлө турган аминокислота материалы.
- tRNA генетикалык кодду чечмелөөгө катышат.
- Аминоацил-тРНК синтетаза.
- Рибосома - белок биосинтезинин негизги жери.
- Энергия.
- Магний иондору.
- Белок факторлору (ар бир этаптын өзүнө тиешелүү).
Ар бир аминокислота рибосомага жеткире турган
Эми алардын ар бирине кененирээк токтолуп, белоктордун кантип жаралганын билели. Биосинтездин механизми абдан кызыктуу, бардык компоненттер адаттан тыш координацияланган аракетте.
Синтез программасы, матрицалык издөө
Денебиз кайсы белокторду түзө ала тургандыгы тууралуу бардык маалыматтар ДНКда камтылган. Дезоксирибонуклеин кислотасы генетикалык маалыматты сактоо үчүн колдонулат. Ал хромосомаларда бекем жыйылган жана клетканын ядросунда жайгашкан (эгерде эукариоттор жөнүндө сөз болсо) же цитоплазмада (прокариоттордо) калкып жүрөт.
ДНКны изилдөө жана анын генетикалык ролун таануудан кийин, ал которуу үчүн түз шаблон эмес экени айкын болду. Байкоолордун натыйжасында РНК белок синтези менен байланышкан деген божомолдор пайда болду. Окумуштуулар ал ортомчу болушу керек, маалыматты ДНКдан рибосомаларга өткөрүп, матрица катары кызмат кылышы керек деп чечишти.
Ошол эле убакта болгонрибосомалар ачык, алардын РНКсы клеткалык рибонуклеин кислотасынын басымдуу бөлүгүн түзөт. Ал белок синтези үчүн матрица экендигин текшерүү үчүн 1956-1957-жж. А. Н. Белозерский жана А. С. микроорганизмдердин көп сандагы нуклеиндик кислоталардын составына салыштырма анализ жүргүзгөн.
Эгерде "ДНК-рРНК-белок" схемасынын идеясы туура болсо, анда жалпы РНКнын курамы ДНК сыяктуу өзгөрөт деп болжолдонгон. Бирок, ар кандай түрдөгү дезоксирибонуклеиндик кислотанын эбегейсиз айырмачылыктарына карабастан, жалпы рибонуклеиндик кислотанын курамы каралып жаткан бардык бактерияларда окшош болгон. Мындан окумуштуулар негизги клеткалык РНК (б.а. рибосомалык) генетикалык маалыматтын алып жүрүүчүсү менен протеиндин ортосунда түз ортомчу эмес деген жыйынтыкка келишкен.
мРНКнын ачылышы
Кийинчерээк РНКнын кичинекей бөлүгү ДНКнын курамын кайталай тургандыгы жана ортомчу катары кызмат кыла ала тургандыгы аныкталган. 1956-жылы Е. Волкин жана Ф. Астрачан Т2 бактериофагынан жабыркаган бактериялардагы РНК синтезинин процессин изилдешкен. Клеткага киргенден кийин фаг белокторунун синтезине өтөт. Ошол эле учурда РНКнын негизги бөлүгү өзгөргөн эмес. Бирок клеткада метаболизмдик туруксуз РНКнын кичинекей бөлүгүнүн синтези башталды, анын нуклеотиддердин тизмеги фаг ДНКсынын курамына окшош болгон.
1961-жылы рибонуклеин кислотасынын бул кичинекей бөлүгү РНКнын жалпы массасынан бөлүнүп алынган. Анын ортомчу функциясынын далили эксперименттерден алынган. Клеткаларды T4 фаг менен жуктургандан кийин жаңы мРНК пайда болгон. Ал эски усталар менен байланыштырибосомалар (инфекциядан кийин жаңы рибосомалар табылбайт), алар фаг белокторун синтездей баштаган. Бул "ДНКга окшош РНК" фагдын ДНК тилкелеринин бирине кошумча экени аныкталган.
1961-жылы F. Jacob жана J. Monod бул РНК гендерден рибосомаларга маалымат алып барат жана белок синтези учурунда аминокислоталардын ырааттуу тизилиши үчүн матрица болуп саналат деп ойлошкон.
Белок синтези сайтына маалыматты өткөрүү мРНК тарабынан ишке ашырылат. ДНКдан маалыматты окуу жана кабарчы РНКны түзүү процесси транскрипция деп аталат. Андан кийин, РНК бир катар кошумча өзгөрүүлөргө дуушар болот, бул "иштеп чыгуу" деп аталат. Анын жүрүшүндө рибонуклеин кислотасынын матрицасынан айрым бөлүктөрдү кесип салууга болот. Андан кийин мРНК рибосомаларга барат.
Белоктар үчүн курулуш материалы: аминокислоталар
Жалпысынан 20 аминокислота бар, алардын айрымдары маанилүү, башкача айтканда, организм аларды синтездей албайт. Клеткадагы кээ бир кислота жетишсиз болсо, бул котормонун басаңдашына же процесстин толук токтоп калышына алып келиши мүмкүн. Ар бир аминокислотанын жетиштүү санда болушу белок биосинтезинин туура жүрүшү үчүн негизги талап болуп саналат.
Окумуштуулар аминокислоталар жөнүндө жалпы маалыматты 19-кылымда алышкан. Андан кийин, 1820-жылы, биринчи эки аминокислота, глицин жана лейцин бөлүнүп алынган.
Бул мономерлердин протеиндеги ырааттуулугу (баштапкы структура деп аталган) анын кийинки уюшкандык деңгээлин, демек анын физикалык жана химиялык касиеттерин толугу менен аныктайт.
Аминокислоталардын ташуу: tRNA жана aa-tRNA синтетаза
Бирок аминокислоталар өздөрүн бир белок чынжырына кура алышпайт. Алар протеин биосинтезинин негизги сайтына жетүү үчүн РНКны өткөрүү керек.
Ар бир aa-tRNA синтетаза өзүнүн гана аминокислотасын жана ал тиркелиши керек болгон тРНКны гана тааныйт. Көрсө, ферменттердин бул үй-бүлөсүнө синтетазалардын 20 түрү кирет. Аминокислоталар тРНКга, тагыраагы, анын гидроксил кабылдагыч "куйругуна" жабышканын айтуу гана калды. Ар бир кислотанын өзүнүн трансфер РНКсы болушу керек. Бул аминоацил-тРНК синтетаза тарабынан көзөмөлдөнөт. Ал аминокислоталарды туура ташууга гана дал келтирбестен, эфирдик байланыш реакциясын да жөнгө салат.
Ийгиликтүү кошулуу реакциясынан кийин тРНК протеин синтези болгон жерге барат. Бул даярдык процесстерин аяктап, берүү башталат. Белок биосинтезиндеги негизги кадамдарды карап көрүңүз :
- демилге;
- узартуу;
- токтотуу.
Синтез кадамдары: баштоо
Белок биосинтези жана анын жөнгө салынышы кантип ишке ашат? Окумуштуулар көптөн бери муну аныктоого аракет кылып келишет. Көптөгөн гипотезалар айтылды, бирок жабдуулар канчалык заманбап болсо, биз берүү принциптерин ошончолук жакшы түшүнө баштадык.
Белок биосинтезинин негизги жери болгон рибосома полипептиддик чынжырды коддоочу бөлүгү башталган жерден мРНКны окуй баштайт. Бул пункт белгилүү бир жерде жайгашканкабарчы РНКнын башталышынан алыс. Рибосома мРНКдагы окуу башталган чекитти таанып, ага туташы керек.
Инициация - берүүнүн башталышын камсыз кылган окуялардын жыйындысы. Ал белокторду (инициатордук факторлор), демилгечи тРНКны жана атайын инициатор кодонду камтыйт. Бул этапта рибосоманын кичинекей суббирдиги инициатордук белоктор менен байланышат. Алар анын чоң бөлүмчө менен байланышуусуна жол бербейт. Бирок алар демилгечи tRNA жана GTP менен байланышууга мүмкүндүк берет.
Андан соң бул комплекс mRNAда, инициация факторлорунун бири тарабынан таанылган сайтта «отурулуп» отурат. Ката болушу мүмкүн эмес жана рибосома өзүнүн кодондорун окуп, кабарчы РНК аркылуу сапарын баштайт.
Комплекс инициация кодонуна (AUG) жеткенде, суббирдик кыймылын токтотот жана башка белок факторлорунун жардамы менен рибосоманын чоң суббирдиги менен байланышат.
Синтез кадамдары: узартуу
МРНКны окуу полипептид менен белок чынжырынын ырааттуу синтезин камтыйт. Ал түзүлүп жаткан молекулага биринин артынан бири аминокислота калдыктарын кошуу менен уланат.
Ар бир жаңы аминокислота калдыктары пептиддин карбоксил учуна кошулат, C-терминусу өсүп жатат.
Синтез кадамдары: токтотуу
Рибосома кабарчы РНКнын терминалдык кодонуна жеткенде полипептиддик чынжырдын синтези токтойт. Анын катышуусунда органелл эч кандай тРНКны кабыл ала албайт. Анын ордуна токтотуу факторлору ишке кирет. Алар токтоп калган рибосомадан даяр протеинди бөлүп чыгарышат.
КийинКоторуу токтотулгандан кийин, рибосома мРНКдан чыгып кете алат же которулбастан аны бойлоп жылышын уланта берет.
Рибосоманын жаңы инициация кодону менен жолугушуусу (кыймылдын улантылышы учурунда бир жипте же жаңы мРНКда) жаңы инициацияга алып келет.
Даяр молекула белок биосинтезинин негизги жеринен чыгып кеткенден кийин, ал белги коюлуп, көздөгөн жерине жөнөтүлөт. Ал кандай функцияларды аткарары анын түзүлүшүнөн көз каранды.
Процессти башкаруу
Керектөөлөрүнө жараша, клетка берүүлөрдү өз алдынча башкарат. Белок биосинтезин жөнгө салуу абдан маанилүү функция. Муну ар кандай жолдор менен жасоого болот.
Эгер клеткага кандайдыр бир кошулма керек болбосо, ал РНК биосинтезин токтотот - белок биосинтези да токтойт. Анткени, матрицасыз бүт процесс башталбайт. Ал эми эски мРНКлар тез бузулат.
Белок биосинтезинин дагы бир жөнгө салынышы бар: клетка инициация фазасына тоскоол болгон ферменттерди жаратат. Окуу матрицасы жеткиликтүү болсо да, алар которууга тоскоолдук кылышат.
Экинчи ыкма протеин синтезин азыр өчүрүү керек болгондо керек. Биринчи ыкма мРНК синтези токтогондон кийин бир канча убакытка жай которууну улантууну камтыйт.
Клетка бүт нерсенин тең салмактуулугу жана ар бир молекуланын так иштеши сакталган абдан комплекстүү бир система. Клеткада болуп жаткан ар бир процесстин принциптерин билүү маанилүү. Ошентип, биз кыртыштарда жана жалпы денеде эмне болуп жатканын жакшыраак түшүнө алабыз.
