החיים הם תהליך של קיום חלבונים.מולקולות. זה כמה מדענים רבים להביע את עצמם על זה, אשר משוכנעים כי חלבון הוא הבסיס של כל היצורים החיים. שיקולים אלה הם נכונים לחלוטין, כי חומרים אלה בתא יש את המספר הגדול ביותר של פונקציות בסיסיות. כל שאר תרכובות אורגניות לשחק את התפקיד של מצעים אנרגיה, אנרגיה נדרשת שוב לסינתזה של מולקולות חלבון.
היכולת של הגוף לסנתז חלבון
לא כל האורגניזמים הקיימים מסוגליםלבצע סינתזת חלבון בתא. וירוסים וכמה סוגים של חיידקים לא יכולים ליצור חלבונים, ולכן הם טפילים ולקבל את החומרים הדרושים מן התא המארח. אורגניזמים אחרים, כולל תאים פרוקריוטים, מסוגלים לסנתז חלבונים. כל התאים של בני אדם, בעלי חיים, צמחים, פטריות, כמעט כל חיידקים ופרוטטיסטים לחיות את היכולת של biosynthesis חלבון. זה נדרש ליישום המבנה, יצירת, קולטן, תחבורה פונקציות אחרות.
שלב אפיון של biosynthesis חלבון
Структура белка закодирована в нуклеиновой חומצה (DNA או RNA) בצורה של קודונים. זהו מידע תורשתי כי הוא לשכפל בכל פעם חומר חלבון חדש נדרש על ידי התא. ההתחלה של ביוסינתזה היא העברת מידע לגרעין על הצורך לסנתז חלבון חדש עם מאפיינים שכבר צוינו.
בתגובה לכך, חלקה אינה מוצגת.חומצה גרעין, שם המבנה שלה מקודד. המקום הזה משוכפל על ידי שליח רנ"א ומועבר לריבוזומים. הם אחראים על בניית שרשרת פוליפפטיד על בסיס של מטריצה - שליח RNA. בקצרה, כל שלבי הביוסינתזה הם כדלקמן:
- תעתיק (שלב הכפלת קטע של דנ"א עם מבנה חלבון מקודד);
- עיבוד (שלב של היווצרות של מידע רנ"א);
- תרגום (סינתזה של חלבונים בתא המבוסס על RNA שליח);
- שינוי לאחר תרגום ("התבגרות" של הפוליפפטיד, היווצרות המבנה הנפחי שלו).
תעתיק של חומצה גרעינית
כל סינתזת החלבון בתא מתבצעתריבוזומים, והמידע על מולקולות כלול בחומצת גרעין (RNA או DNA). הוא ממוקם בגנים: כל גן הוא חלבון ספציפי. הגנים מכילים מידע על רצף חומצות האמינו של החלבון החדש. במקרה של DNA, הסרת הקוד הגנטי מתבצעת בצורה כזו:
- שחרורו של אתר חומצת הגרעין מההיסטונים מתחיל, מתרחש דה-פירליזציה;
- DNA פולימראז מכפיל את קטע ה- DNA בו מאוחסן גן החלבון;
- האתר המוכפל הוא מבשר ה- RNA של המסנג'ר, אשר מעובד על ידי אנזימים להסרת הוספות שאינן מקודדות (על סמך זה מסונתז mRNA).
בהתבסס על RNA פרו-מידע, mRNA מסונתז. זו כבר מטריצה, שלאחריה סינתזת החלבונים בתא מתרחשת על הריבוזומים (ברשת הזווית האנדופלזמית המחוספסת).
סינתזת חלבון ריבוזומלית
ל- Messenger ה- RNA שני קצוות, אשרהונפק כ -3 '- 5'. הקריאה והסינתזה של חלבונים על הריבוזומים מתחילים מה -5 'וממשיכים לאינטרון - אזור שאינו מקודד אף אחת מחומצות האמינו. זה הולך ככה:
- שליח RNA "נמתח" על הריבוזום, מצמיד את חומצת האמינו הראשונה;
- הריבוזום נעקר ב- RNA המסנג'ר על ידי קודון אחד;
- ה- RNA התחבורה מספק חומצה אמינית אלפא רצויה (המקודדת על ידי קודון mRNA זה);
- חומצת האמינו מחוברת לחומצת האמינו ההתחלתית ליצירת דיפפטיד;
- ואז ה- mRNA מועבר שוב על ידי קודון אחד, חומצת האמינו אלפא מובאת ומחוברת לשרשרת הפפטיד הגדלה.
ברגע שהריבוזום מגיע לאינטרון(הכנס שאינו מקודד), ה- RNA של המסנג'ר פשוט ממשיך הלאה. ואז, עם התקדמות ה- RNA המסנג'ר, הריבוזום מגיע שוב לאקסון, אזור שרצף הנוקליאוטידים שלו מתאים לחומצת אמינו ספציפית.
ההצטרפות מתחילה שוב מהמקום הזהמונומרים חלבונים לשרשרת. התהליך ממשיך עד להופעת האינטרון הבא או עד קודון העצירה. זה האחרון מפסיק את הסינתזה של שרשרת הפוליפפטיד, שלאחריה המבנה הראשוני של החלבון נחשב למלא ומתחיל שלב השינוי הפוסט-סינתטי (לאחר התרגום) של המולקולה.
שינוי לאחר תרגום
לאחר התרגום, סינתזת החלבון מתרחשת בבורות של הרטיקולום האנדופלזמי החלק. האחרון מכיל כמות קטנה של ריבוזומים. בחלק מהתאים, הם עשויים להיעדר לחלוטין מה RES. אזורים כאלה נדרשים להיווצרות תחילה משני, ואז שלישוני או, אם מתוכנת, מבנה רביעי.
כל סינתזת החלבון בתא מתרחשת במחירכמות עצומה של אנרגיית ATP. לכן, כל התהליכים הביולוגיים האחרים נחוצים כדי לשמור על ביוסינתזה של חלבונים. בנוסף, חלק מהאנרגיה דרושה להובלת חלבונים בתא באמצעות הובלה פעילה.
רבים מהחלבונים מועברים ממקום אחדתאים לאחר לשינוי. בפרט, סינתזת חלבונים לאחר טרנסלציה מתרחשת במתחם גולגי, שם תחום פחמימות או ליפידים מחובר לפוליפפטיד בעל מבנה מסוים.
