Жизнь является процессом существования белковых molekyylejä. Siksi monet tutkijat, jotka ovat vakuuttuneita siitä, että proteiini on kaikkien elävien olentojen perusta, ilmaisevat itseään siitä. Nämä arviot ovat täysin oikeita, koska näillä solun aineilla on eniten perustoimintoja. Kaikilla muilla orgaanisilla yhdisteillä on energiasubstraattien rooli, ja energiaa tarvitaan jälleen proteiinimolekyylien synteesiin.
Kehon kyky syntetisoida proteiineja
Kaikki olemassa olevat organismit eivät kykenesuorittaa proteiinien synteesi solussa. Virukset ja tietyt bakteerityypit eivät voi muodostaa proteiineja, ja siksi ovat loisia ja vastaanottavat tarvittavat aineet isäntäsolusta. Muut organismit, mukaan lukien prokaryoottiset solut, kykenevät syntetisoimaan proteiineja. Kaikki ihmis-, eläin-, kasvi-, sienisolut, melkein kaikki bakteerit ja protistit elävät proteiinien biosynteesin kyvyn vuoksi. Tätä tarvitaan rakenteenmuodostus-, suojaus-, vastaanotto-, kuljetus- ja muiden toimintojen toteuttamiseen.
Proteiinien biosynteesin vaiheen karakterisointi
Proteiinin rakenne koodataan nukleiinihappo (DNA tai RNA) kodonien muodossa. Tämä on perinnöllinen tieto, joka toistetaan joka kerta, kun solu tarvitsee uuden proteiiniaineen. Biosynteesin alku on tiedon siirtäminen ytimeen tarpeesta syntetisoida uusi proteiini, jolla on jo määritellyt ominaisuudet.
Vastauksena tähän sivusto on hajautettunukleiinihappo, jossa sen rakenne koodataan. Tämä paikka on kopioitu Messenger-RNA: lla ja siirretty ribosomeihin. He vastaavat polypeptidiketjun rakentamisesta matriisi - lähetti-RNA: n perusteella. Lyhyesti, kaikki biosynteesin vaiheet esitetään seuraavasti:
- transkriptio (vaihe DNA: n kaksinkertaistamiseksi, jolla on koodattu proteiinirakenne);
- käsittely (informaation RNA: n muodostumisvaihe);
- translaatio (proteiinisynteesi solussa, joka perustuu lähetti RNA: han);
- translaation jälkeinen modifikaatio (polypeptidin "kypsytys", sen massarakenteen muodostuminen).
Nukleiinihapon transkriptio
Весь синтез белков в клетке осуществляют ribosomit, ja tietoa molekyyleistä sisältyy nukleiinihappoon (RNA tai DNA). Se sijaitsee geeneissä: kukin geeni on tietty proteiini. Geenit sisältävät tietoa uuden proteiinin aminohapposekvenssistä. DNA: n tapauksessa geneettinen koodi poistetaan seuraavasti:
- nukleiinihappokohdan vapautuminen histoneista alkaa, tapahtuu despiralisoitumista;
- DNA-polymeraasi kaksinkertaistaa sen DNA-osan, johon proteiinigeeni on varastoitu;
- kaksinkertaistettu kohta on lähetin-RNA: n edeltäjä, jota entsyymit käsittelevät koodaamattomien inserttien poistamiseksi (sen perusteella syntetisoidaan mRNA).
Proinformatiivisen RNA: n perusteella syntetisoidaan mRNA. Se on jo matriisi, jonka jälkeen proteiinien synteesi solussa tapahtuu ribosomeilla (karkeassa endoplasmisessa verkkokerroksessa).
Ribosomaalisen proteiinin synteesi
Messenger RNA: lla on kaksi päätä, jotkamyönnetty 3` - 5`. Proteiinien lukeminen ja synteesi ribosomeilla alkaa 5'-päästä ja jatkuu introniin - alue, joka ei koodaa mitään aminohapoista. Se menee näin:
- lähetin-RNA on "kiinnitetty" ribosomiin, kiinnittää ensimmäisen aminohapon;
- ribosomi syrjäytetään lähettimen RNA: ssa yhden kodonin avulla;
- kuljetus-RNA tarjoaa halutun (tämän mRNA-kodonin koodaaman) alfa-aminohapon;
- aminohappo on kiinnittynyt lähtöaminohappoon dipeptidin muodostamiseksi;
- sitten mRNA syrjäytetään jälleen yhdellä kodonilla, alfa-aminohappo tuodaan sisään ja kiinnitetään kasvavaan peptidiketjuun.
Heti kun ribosomi saavuttaa intronin(koodaamaton insertti), messenger RNA vain siirtyy eteenpäin. Sitten, kun messenger-RNA etenee, ribosomi saavuttaa jälleen eksonin, alueen, jonka nukleotidisekvenssi vastaa tiettyä aminohappoa.
Liittyminen alkaa uudelleen tästä paikasta.proteiinimonomeerit ketjuun. Prosessi jatkuu, kunnes seuraava introni ilmestyy tai kunnes stop-kodoni. Jälkimmäinen pysäyttää polypeptidiketjun synteesin, minkä jälkeen proteiinin primaarirakenteen katsotaan olevan täydellinen ja molekyylin synteettisen (translaation jälkeisen) modifikaation vaihe alkaa.
Käännöksen jälkeinen muokkaus
Translaation jälkeen proteiinisynteesi tapahtuusileän endoplasmisen verkkokerran säiliöt. Jälkimmäinen sisältää pienen määrän ribosomeja. Joissakin soluissa ne voivat puuttua kokonaan RES: stä. Tällaisia alueita tarvitaan ensin toissijaisen, sitten tertiäärisen tai, jos ohjelmoitu, kvaternaarisen rakenteen muodostamiseksi.
Kaikki proteiinisynteesi solussa tapahtuu kustannuksellavaltava määrä ATP-energiaa. Siksi kaikkia muita biologisia prosesseja tarvitaan proteiinibiosynteesin ylläpitämiseksi. Lisäksi osa energiasta tarvitaan proteiinien kuljettamiseen solussa aktiivisella kuljetuksella.
Monet proteiineista kuljetetaan yhdestä paikastasolut toiseen muokkausta varten. Erityisesti translaation jälkeinen proteiinisynteesi tapahtuu Golgi-kompleksissa, jossa hiilihydraatti- tai lipididomeeni on kiinnittynyt tietyn rakenteen polypeptidiin.
