لدراسة العمليات التي تحدث في الجسم ،تحتاج إلى معرفة ما يحدث على المستوى الخلوي. وهناك مركبات البروتين تلعب الدور الأكثر أهمية. من الضروري دراسة ليس فقط وظائفهم ، ولكن أيضًا عملية الخلق. لذلك ، من المهم شرح التخليق الحيوي للبروتين بشكل موجز وواضح. الصف التاسع هو الأنسب لهذا. في هذه المرحلة يكون لدى الطلاب قدر كاف من المعرفة لفهم هذا الموضوع.
البروتينات - ما هي وما هي الغرض منها
تلعب هذه المركبات ذات الوزن الجزيئي العالي دورًا كبيرًادور في حياة أي كائن حي. البروتينات عبارة عن بوليمرات ، أي أنها تتكون من العديد من "القطع" المتشابهة. يمكن أن يختلف عددهم من بضع مئات إلى آلاف.
للبروتينات وظائف عديدة في الخلية. دورها عظيم أيضًا في المستويات العليا من التنظيم: تعتمد الأنسجة والأعضاء إلى حد كبير على الأداء الصحيح للبروتينات المختلفة.
على سبيل المثال ، جميع الهرمونات من أصل بروتيني. لكن هذه المواد هي التي تتحكم في جميع العمليات في الجسم.
الهيموجلوبين هو أيضًا بروتين ، ويتكون من أربع سلاسل متصلة في المركز بواسطة ذرة حديد. يسمح هذا الهيكل لخلايا الدم الحمراء بحمل الأكسجين.
هناك العديد من وظائف جزيئات البروتين ، والتي تؤديها بشكل واضح وبدون أدنى شك. هذه المركبات المذهلة متنوعة للغاية ليس فقط في أدوارها في الخلية ، ولكن أيضًا في الهيكل.
أين يتم التوليف
الريبوسوم عضية فيهاالجزء الرئيسي من عملية تسمى "التخليق الحيوي للبروتين". يختلف الصف التاسع في المدارس المختلفة في المناهج الدراسية لدراسة علم الأحياء ، لكن العديد من المعلمين يقدمون موادًا عن العضيات مسبقًا ، قبل دراسة البث.
لذلك ، سيكون من السهل على الطلاب تذكرهاتمرير المادة وتأمينها. يجب أن تعلم أنه يمكن إنشاء سلسلة بولي ببتيد واحدة فقط على عضية واحدة في كل مرة. هذا لا يكفي لتلبية جميع احتياجات الخلية. لذلك ، هناك الكثير من الريبوسومات ، وغالبًا ما يتم دمجها مع الشبكة الإندوبلازمية.
ولكن إذا كنت تأخذ في الاعتبار البداية ، وعند قراءة المعلومات من الحمض النووي بدقة ، يمكننا القول أن التخليق الحيوي للبروتين في الخلية الحية يبدأ في النواة. هناك يتم تصنيع الحمض النووي الريبي المرسال ، والذي يحتوي على الشفرة الجينية.
المواد المطلوبة - الأحماض الأمينية ، موقع التوليف - الريبوسوم
يبدو من الصعب شرح كيفية عمل ملفالتخليق الحيوي للبروتين ، باختصار وبشكل واضح ، مخطط العملية والأرقام العديدة ضرورية ببساطة. سوف يساعدون في نقل جميع المعلومات ، وسيتمكن الطلاب أيضًا من تذكرها بسهولة أكبر.
بادئ ذي بدء ، يتطلب التركيب "مواد بناء" - أحماض أمينية. بعضها ينتج من الجسم. لا يمكن الحصول على الآخرين إلا من الطعام ، ويطلق عليهم لا يمكن الاستغناء عنها.
إنها خصائص هذه الأجزاء من كل حمض أمينيتحدد في أي بنية سوف "تطوي" السلسلة الناتجة ، وما إذا كانت ستشكل بنية رباعية مع سلاسل أخرى ، وما هي الخصائص التي سيكون للجزيء الكبير الناتج عنها.
هذه الأحماض الريبية المختلفة والمهمة
من أجل إحضار الحمض الأميني إلى الريبوسوم ،أنت بحاجة إلى RNA خاص يسمى النقل RNA. للاختصارات ، يشار إليها باسم t-RNA. إن جزيء ورقة البرسيم المفرد الذي تقطعت به السبل قادر على ربط حمض أميني واحد بنهايته الحرة ونقله إلى موقع تخليق البروتين.
RNA آخر يشارك في تخليق البروتين ،تسمى المصفوفة (المعلومات). إنه يحمل عنصرًا مهمًا بنفس القدر في التوليف - رمز يتم توضيحه بوضوح عندما يرتبط الحمض الأميني بسلسلة البروتين الناتجة.
يحتوي هذا الجزيء على بنية أحادية الجديلة ،يتكون من نيوكليوتيدات ، تمامًا مثل الحمض النووي. هناك بعض الاختلافات في التركيب الأساسي لهذه الأحماض النووية ، والتي يمكنك أن تقرأ عنها في مقالتنا المقارنة حول الحمض النووي الريبي والحمض النووي.
يتلقى mRNA معلومات حول تكوين البروتين من الوصي الرئيسي للشفرة الجينية - DNA. تسمى عملية قراءة حمض الديوكسي ريبونوكلييك وتصنيع الرنا المرسال بالنسخ.
يحدث في النواة ، حيث يتم إرسال mRNA الناتج إلى الريبوسوم. الحمض النووي نفسه لا يترك النواة ، مهمته فقط الحفاظ على الشفرة الجينية ونقلها إلى الخلية البنت أثناء الانقسام.
جدول ملخص للمشاركين الرئيسيين في البث
من أجل وصف التخليق الحيوي للبروتين بشكل موجز وواضح ، فإن الجدول ضروري ببساطة. سنكتب فيه كل المكونات ودورها في هذه العملية التي تسمى البث.
ما هو مطلوب للتوليف | ما الدور الذي يفعله |
أحماض أمينية | بمثابة مادة بناء لسلسلة البروتين |
ريبوسوم | هي مكان البث |
تي- RNA | ينقل الأحماض الأمينية إلى الريبوسومات |
م- RNA | يسلم معلومات حول تسلسل الأحماض الأمينية في البروتين إلى موقع التوليف |
تنقسم عملية تكوين سلسلة البروتين إلى ثلاث مراحل. دعونا نلقي نظرة فاحصة على كل منهم. بعد ذلك ، يمكنك أن تشرح للجميع بسهولة التركيب الحيوي للبروتين بطريقة موجزة ومفهومة.
البدء - بداية العملية
هذه هي المرحلة الأولى من البث فيها القليلترتبط الوحدة الفرعية للريبوسوم بأول t-RNA. هذا الحمض النووي الريبي يحمل ميثيونين الأحماض الأمينية. تبدأ الترجمة دائمًا بهذا الحمض الأميني ، نظرًا لأن كودون البداية هو AUG ، والذي يشفر هذا المونومر الأول في سلسلة البروتين.
لكي يتعرف الريبوسوم على كودون البداية ولم يبدأ التوليف من منتصف الجين ، حيث يمكن أن يظهر تسلسل AUG أيضًا ، يوجد تسلسل خاص من النيوكليوتيدات حول كودون البداية. ومنهم يتعرف الريبوسوم على المكان الذي يجب أن تجلس فيه وحدته الفرعية الصغيرة.
بعد التعقيد مع mRNA ، تنتهي مرحلة البدء. وتبدأ المرحلة الرئيسية للبث.
استطالة - منتصف التوليف
في هذه المرحلة ، يحدث تراكم تدريجي لسلسلة البروتين. تعتمد مدة الاستطالة على كمية الأحماض الأمينية في البروتين.
إذا تزامن الكودون الثاني على الرنا المرسال مع الأنتيكودون الموجود أعلى ورقة البرسيم ، يتم ربط الحمض الأميني الثاني بالأول عبر رابطة ببتيدية.
بعد ذلك ، يتحرك الريبوسوم على طول m-RNA بالضبطبواسطة ثلاثة نيوكليوتيدات (كودون واحد) ، يفصل t-RNA الأول الميثيونين عن نفسه وينفصل عن المركب. في مكانه يوجد t-RNA الثاني ، وفي نهايته يوجد بالفعل نوعان من الأحماض الأمينية.
ثم يدخل t-RNA الثالث إلى الوحدة الفرعية الكبيرة وتتكرر العملية. سيستمر حتى يصل الريبوسوم إلى كودون في mRNA يشير إلى نهاية الترجمة.
نهاية
هذه المرحلة هي الأخيرة ، بالنسبة للبعضتبدو قاسية جدا. جميع الجزيئات والعضيات التي عملت بشكل جيد لإنشاء سلسلة متعددة الببتيد تتوقف بمجرد أن يضرب الريبوسوم الكودون النهائي.
لا يرمز إلى أي حمض أميني ، لذلكمهما كان t-RNA يدخل الوحدة الفرعية الكبيرة ، فسيتم رفضها جميعًا بسبب عدم التطابق. هنا تلعب عوامل الإنهاء ، التي تفصل البروتين النهائي عن الريبوسوم.
لفهم دور التخليق الحيوي للبروتين ، من الضرورياستكشاف الوظائف التي يمكن أن تؤديها. يعتمد ذلك على تسلسل الأحماض الأمينية في السلسلة. إن خصائصها هي التي تحدد البنية الثانوية والثالثية وأحيانًا الرباعية (إن وجدت) للبروتين ودوره في الخلية. يمكنك قراءة المزيد حول وظائف جزيئات البروتين في مقال حول هذا الموضوع.
كيف تعرف المزيد عن البث
توضح هذه المقالة التخليق الحيوي للبروتين في الحياةقفص. بالطبع ، إذا درست الموضوع بشكل أعمق ، فسوف يستغرق الأمر عدة صفحات لشرح العملية بكل التفاصيل. لكن يجب أن تكون المادة المذكورة أعلاه كافية لفكرة عامة ، فمواد الفيديو التي يصور فيها العلماء جميع مراحل البث يمكن أن تكون مفيدة جدًا في الفهم. تمت ترجمة بعضها إلى اللغة الروسية ويمكن أن تكون بمثابة دليل ممتاز للطلاب أو مجرد فيديو تعليمي.
من أجل فهم الموضوع بشكل أفضل ، يجب عليك قراءة مقالات أخرى حول الموضوعات ذات الصلة. على سبيل المثال ، حول الأحماض النووية أو حول وظائف البروتينات.
