Pangunahing lugar ng protina biosynthesis. Mga Hakbang ng protina biosynthesis

Protina synthesis - isang napakahalagang proseso. Ito ay siya na tumutulong sa ating katawan upang lumaki at umunlad. Ito ay nagsasangkot ng maraming mga cell istruktura. Pagkatapos ng lahat, upang simulan upang maunawaan kung ano kami ay pagpunta upang synthesize.

Aling protina ay kinakailangan upang bumuo ng sa sandaling ito - ito ay responsable para sa enzymes. Tumatanggap sila ng mga signal mula sa mga cell ng pangangailangan ng isang protina matapos na kung saan ito ay nagsisimula synthesis.

Kung saan ang mga protina synthesis

Sa anumang hawla pangunahing lugar protina biosynthesis - ribosoma. Ito ay isang malaking macromolecule na may isang komplikadong asymmetrical istraktura. Binubuo ito ng mensaherong RNA (ribonucleic acid) at protina. Ribosoma ay maaaring matatagpuan hiwalay. Ngunit mas madalas ang mga ito ay kasama ang EPS, na pinapadali ang kasunod na pag-uuri at transport protina. Kung ang endoplasmic reticulum sit ribosome, ito ay tinatawag magaspang EPS. Kapag translation nangyayari intensively para sa isang matrix ay maaaring ilipat ang ilang mga ribosoma. Sila ay pagpunta pagkatapos ng bawat isa at hindi makagambala sa iba pang mga organelles.

Ano ang kinakailangan para sa protina synthesis

Para sa kurso ng ang proseso na ito ay kinakailangan na ang lahat ng pangunahing mga bahagi ng sistema ng protina-synthesizing ay nasa lugar:

1. Ang programa, na kung saan tumutukoy sa pagkakasunud-sunod ng amino acid residues sa chain, lalo na ng mRNA na kung saan ay ilipat ang impormasyong ito mula sa DNA sa ribosome.
2. Amino acid materyal mula sa kung saan upang bumuo ng mga bagong Molekyul.
3. tRNA, na kung saan ay maghahatid sa bawat amino acid sa ribosome, ay magdadala sa bahagi sa deciphering ang genetic code.
4. Aminoacyl-tRNA synthetase.
5. Ang mga ribosoma ay - ay ang pangunahing site ng protina biosynthesis.
6. Enerhiya.
7. Magnesiyo ions.
8. Protein kadahilanan (para sa bawat yugto ng iyong sariling).

Ngayon ay tumingin sa bawat isa sa kanila nang detalyado at malaman kung paano lumikha ng mga protina. biosynthesis mekanismo ay napaka-kagiliw-giliw na, ang lahat ng mga sangkap ay lubhang maayos.

synthesis programa, mga search matrix

Ang lahat ng impormasyon tungkol sa eksakto kung aling mga protina ay nagpapatibay sa ating katawan ay nilalaman sa DNA. Deoxyribonucleic acid ay ginagamit para sa imbakan ng mga genetic na impormasyon. Ito ay ligtas na naka-pack na sa chromosomes at ito ay matatagpuan sa nucleus ng cell (sa kaso ng mga eukaryotes) o sa kamay sa saytoplasm (sa prokaryotes).

Pagkatapos ng pag-aaral ng DNA at genetic pagkilala sa papel na ginagampanan nito, ito ay naging malinaw na ito ay hindi lamang isang template para sa pagsasalin. Ang mga obserbasyon humantong sa teorya na ang protina synthesis nauugnay RNA. Ang mga siyentipiko ay nagpasya na dapat itong maging isang tagapamagitan, upang maglipat ng impormasyon mula DNA sa ribosomes, magsilbi bilang isang template.

Kasabay nito, binuksan nila ang ribosome RNA ng kanilang mga bulk ng cellular RNA. Para tingnan kung ito ay isang template para sa protina synthesis, AN Belozersky at A. S. Spirin sa 1956-1957. na isinasagawa namin ang isang comparative pag-aaral ng istraktura ng nucleic acids sa isang malaking bilang ng mga microorganisms.

Ito ay ipinapalagay na kung ang ideya ng isang "DNA-rRNA-protina" scheme ay tama, pagkatapos ay ang komposisyon ng kabuuang RNA ay nagbago pati na rin ang DNA. Ngunit sa kabila ng malaking pagkakaiba sa deoxyribonucleic acid sa iba't ibang mga species, ang mga bahagi ng kabuuang ribonucleic acids ay katulad sa lahat sumuri sa bakterya. Kaya, siyentipiko concluded na ang pangunahing cellular RNA (ie, ribosomal) - ito ay hindi isang direktang tagapamagitan sa pagitan ng mga carrier ng genetic impormasyon at protina.

Pagbukas mRNA

Mamaya ito ay natagpuan na ang isang maliit na maliit na bahagi ng RNA umuulit ng DNA at maaaring magsilbi bilang isang tagapamagitan. Noong 1956 sa pamamagitan ng E. at F. Volkin Astrachan RNA synthesis ay nag-aral sa mga bakterya, na kung saan ay nai-impeksyon sa bacteriophage T2. Pagkatapos na ito ay pumasok sa selula, ito ay inililipat sa ang synthesis ng phage protina. Ang bulk ng RNA ay hindi nagbago. Gayunpaman, ang mga cell simulan ang synthesis ng isang maliit na maliit na bahagi ng metabolically hindi matatag na RNA, ang pagkakasunud-sunod ng nucleotides na kung saan ang komposisyon ay katulad ng phage DNA.

Noong 1961, ang maliit na maliit na bahagi ng RNA ay ihiwalay mula sa kabuuang bigat RNA. Patunay ng kanyang operasyon function na ay nakuha mula sa mga eksperimento. Pagkatapos ng impeksyon na may mga cell phage T4 nabuo bagong mRNA. Ito ay naka-link na may ribosoma sa lumang host (ang ribosome matapos bagong impeksiyon ay hindi nakita), sino ang nagsimula ng phage synthesize protina. Ang "DNA-tulad ng RNA" ay komplimentaryong sa isa sa mga kadena ng phage DNA.

Noong 1961, F. Jacob at J. Monod ipinahayag sa ideya na ito RNA ay nagdadala ng impormasyon mula sa mga gene sa ribosome at ito ay isang template para sa mga sunud-aayos ng mga amino acids sa panahon ng protina synthesis.

Ang paglilipat ng impormasyon sa site ng protina synthesis kasangkot sa mRNA. Ang proseso ng pagbabasa ng impormasyon mula sa DNA at RNA template ng paglikha na tinatawag na transcription. RNA pagkatapos na ito ay nailantad sa isang bilang ng mga karagdagang mga pagbabago, ito ay tinatawag na "processing". Sa ilang mga lugar ay maaaring i-cut out ng mga ito sa panahon ng messenger ribonucleic acid. Susunod mRNA napupunta sa isang ribosome.

Building bloke ng mga protina: amino acids

Sa kabuuan, may 20 amino acids, ang ilan sa kanila ay mahalaga, iyon ay, ang katawan ay hindi maaaring synthesize ito. Kung ang anumang acid sa cell ay hindi sapat, maaari itong pabagalin o kahit na mag-broadcast ng full stop proseso. Ang pagkakaroon ng bawat amino acid sa sapat na dami - ang pangunahing kinakailangan upang maayos na lumipas protina biosynthesis.

Pangkalahatang impormasyon tungkol sa amino acids, siyentipiko ay may sa XIX siglo. glycine, leucine, at - sa parehong oras, sa 1820, ang unang dalawang amino acids ay ihiwalay.

Ang pagkakasunod-sunod ng mga monomer sa protina (ang tinatawag na primary istraktura) ganap na tumutukoy sa mga sumusunod na mga antas ng organisasyon, at samakatuwid ay sa pisikal at kemikal na mga katangian.

amino acids Transportasyon: tRNA at aa-tRNA synthetase

Gayunman, amino acid nag-iisa ay hindi maaaring pumila sa kadena ng isang protina. Sa order para sa kanila upang makakuha ng sa pangunahing site ng protina synthesis, RNA kinakailangan transportasyon.

Ang bawat aa-tRNA synthetase kinikilala lamang nito amino acid at tRNA lamang iyon kung saan ito ay kinakailangan upang i-attach. Ito ay lumiliko out na sa pamilya ng mga enzymes ay kabilang ang 20 varieties ng synthetases. Ito lamang ay nananatiling na ang mga amino acids naka-attach sa tRNA sabihin, mas tiyak, sa kanyang hydroxyl-tanggap ng "buntot". Ang bawat acid ay dapat na tumugma sa kanyang transfer RNA. Ito ay sinusundan ng mga aminoacyl-tRNA synthetase. Ito ay hindi lamang pinagkukumpara gamit ang tamang amino acid transport, mayroon din regulates ang pagbuo reaksyon ng mabangong kimiko bono.

Pagkatapos ng matagumpay na tRNA attachment na reaksyon upang maging ang site ng protina synthesis. Sa layuning ito ang mga paghahanda proseso at ang broadcast ay nagsisimula. Ang pangunahing yugto ng protina biosynthesis:

• pagsisimula;
• pagpahaba;
• pagwawakas.

synthesis hakbang: pagsisimula

Paano gumagana ang protina biosynthesis at regulasyon nito? Mga siyentipiko na sinubukan upang malaman para sa isang mahabang panahon. Maraming mga pagpapalagay ilagay sa harap, ngunit ito ay naging mas modernong kagamitan, ang mas mahusay na kami ay may upang maunawaan ang mga prinsipyo ng pagsasalin.

Ribosome - ang pangunahing lugar ng protina biosynthesis - mRNA ay nagsisimula sa pagbabasa mula sa punto kung saan ito ay nagsisimula part-encode ng isang polypeptide chain. Ang puntong ito ay matatagpuan sa layo mula sa simula ng sugo RNA. ribosome ay dapat mahanap ang isang punto sa mRNA mula sa kung saan upang simulan ang pagbabasa, at kumonekta dito.

Pagtanggap sa bagong kasapi - isang hanay ng mga kaganapan na nagbibigay sa simula ng broadcast. Ito ay nagsasangkot protina (pagsisimula kadahilanan), at isang espesyal na initiator tRNA initiator codon. Sa yugtong ito, maliit subunit ribosomal protina-kaisa sa pagsisimula. Sila ay hindi pinapayagan na makipag-ugnayan na may malaking subunit. Ngunit ang pinapayagan upang kumonekta sa initiator tRNA at GTP.

Pagkatapos, mahirap maintindihan "nakapatong" sa mRNA, ito ay ang bahagi na ay kinikilala ng isa sa pagsisimula kadahilanan. Mga error ay hindi maaaring maging, at ang ribosome nagsisimula ang kanyang paglalakbay sa mensaherong RNA, pagbabasa kanyang codon.

Sa sandaling ang mga kumplikadong pagdating sa pagsisimula codon (Agosto), subunit tumitigil kilusan at sa tulong ng isang iba't ibang mga kadahilanan protina sumailalim sa malaking ribosomal subunit.

synthesis hakbang: pagpahaba

Binabasa ang mRNA synthesis ay nagsasangkot sunud polypeptide kadena ng protina. Ito ay sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isa amino acid residues ay nasa sunod sa Molekyul under construction.

Ang bawat bagong amino acid residues ay idinagdag sa carboxyl hanggahan ng ang peptide, ang C-terminus ay lumalaki.

synthesis hakbang: Pagwawakas

Kapag ang ribosome ay umaabot sa stop codon mensaherong RNA, ang synthesis ng polypeptide chain terminate. Sa kanyang harapan, isang organelle ay hindi maaaring tumanggap ng anumang tRNA. Sa halip, ang dahilan ng pagwawakas kadahilanan ipasok. ilabas nila ang natapos na protina mula sa stalled ribosome.

Matapos ang pagwawakas ng pagsasalin, ribosome ay maaaring alinman pumunta sa mRNA, o magpatuloy sa slide sa kahabaan nito, hindi nagbo-broadcast.

Ang pagpupulong ng ribosome na may bagong initiator codon (sa parehong circuit sa panahon ng pagpapatuloy ng mga kilusan, o sa bagong mRNA) ay humantong sa isang bagong pagsisimula.

Sa sandaling natapos ang Molekyul ay umalis sa punong-guro lugar ng protina biosynthesis, ito ay minarkahan at ipinadala sa destinasyon. Ano ang mga pag-andar na ito ay maisagawa, depende sa kaayusan nito.

proseso control

Depende sa iyong mga pangangailangan, ang mga cell ay nakapag-iisa kontrolin ang broadcast. Ang regulasyon ng protina biosynthesis - isang napakahalaga function. Maaari itong gawin sa iba't ibang paraan.

Kung ang cell ay hindi na kailangan ang ilang mga uri ng koneksyon, ito ay titigil ang biosynthesis ng RNA - protina biosynthesis ring mapahinto na mangyari. Matapos ang lahat, ang buong proseso ay hindi magsisimula nang walang isang template. At ang lumang mRNA ay mabilis na nabubulok.

May isa pang regulasyon ng protina biosynthesis: cell ay lumilikha ng enzymes na makagambala sa ang daloy ng ang phase pagsisimula. Sila ay makagambala sa ang pag-broadcast, kahit na ang matrix para sa pagbabasa ay magagamit.

Ang ikalawang paraan ay kinakailangan sa kaso kung saan ang mga protina synthesis i-shut down ngayon. Ang unang paraan ay nagsasangkot sa pagpapatuloy ng tamad broadcast ng ilang oras pagkatapos ng pagwawakas ng mRNA synthesis.

cell ay isang napaka-komplikadong sistema na kung saan lahat ng bagay ay iningatan sa balanse sheet at ang makinis na tumatakbo ng bawat Molekyul. Ito ay mahalaga na malaman ang mga prinsipyo ng bawat proseso sa cell. Upang maaari naming mas mahusay na maunawaan kung ano ang nangyayari sa tisiyu at katawan bilang isang buo.