Etapele sintezei proteinelor

În primul rând, setați succesiunea etapelor de biosinteza proteinelor, deoarece transcripția. Întreaga secvență a proceselor care au loc în sinteza de molecule de proteine, pot fi grupate în două etape:

Transcrierea.

Broadcast.

Unitățile structurale ale informațiilor genetice sunt gene - sectiuni ale unei molecule de ADN care codifică o sinteză specifică a proteinelor. Conform organizării chimice a materialului de ereditate și variația pro și eucariotele nu este fundamental diferit. Materialul genetic in ele este reprezentat in molecula de ADN, principiul general al înregistrării este, de asemenea, informația genetică și codul genetic. Aceiași aminoacizi în pro - și eucariotele criptate codonii identice.

Genome celulă procariotă modern are o dimensiune relativ mică, ADN-ul de E. coli are forma unui inel, de aproximativ 1 mm lungime. Conține 4 x 10 6 perechi de baze, care formează aproximativ 4.000 de gene. In 1961 G. F. Zhakob și J. Monod deschis cistron sau organizare continuă a genelor de procariote, care constau în întregime din secvențe de nucleotide de codificare, și acestea sunt implementate în întregime în sinteza proteinelor. Material ereditara moleculă ADN procariot este poziționat direct în citoplasmă celulelor, care sunt de asemenea necesare pentru exprimarea genelor ARNt si fermenty.Ekspressiya- o activitate de genă funcțională sau expresia genelor. De aceea, un ADN sintetizat cu ARNm poate servi imediat ca o matrice în procesul de traducere a sintezei proteinelor.

genă eucariotă conține mult mai mult din materialul ereditar. La om, lungimea totală a ADN-ului in cromozomi diploide este de aproximativ 174 cm. Conține 3 x 10 9 pb și cuprinde până la 100.000 de gene. In 1977 a fost descoperit de discontinuitate în structura majorității genelor eucariote, numite gene „mozaic“. Acesta este caracterizat prin secvențele de nucleotide care codifică siturile intron și exon. Pentru sinteza proteinelor este exoni informații doar folosite. Numărul de introni variază în diferite gene. A stabilit că gena puilor ovalbumina cuprinde 7 introni. și procolagenului genei mamifere - 50. Are un ADN tăcut - introni clarificat în sfârșit. Se crede că acestea oferă: 1) organizarea structurală cromatinei; 2) unele sunt în mod evident implicați în reglarea expresiei genelor; 3) introni informație poate fi considerată o marjă de variabilitate; 4) pot juca un rol protector, luând acțiunea mutageni.

transcriere

Procesul de rescriere a informațiilor cu o porțiune a moleculei de ADN in nucleul celulei per moleculă de ARNm (ARNm) este numit transcriere (lat Transcriptio -. Reinscripționare). Sintetizat ARNm gena- produs primar. Acesta este primul pas al sintezei proteinelor. La locul adecvat al ADN polimerazei ARN-enzimă recunoaște semnul începutul transcrierii - promotr. Punctul de plecare este prima nucleotidă a enzimei ADN care este inclus in transcriptul ARN. De obicei, regiunile de codificare codonul de start AUG este uneori utilizat în bacterii GUG. Atunci când o ARN polimerază se leagă la un promotor are loc unwinding local al dublului helix ADN și unul dintre lanțurile este copiată pe baza complementarității. MARN este sintetizat, viteza de asamblare sale ajunge la 50 de nucleotide pe secundă. Deoarece mișcarea ARN polimerazei. ARNm lanț în creștere, iar când enzima atinge porțiunea de capăt a replicării - terminator. ARNm se îndepărtează de matrice. ADN dublu catenar din spatele enzimei este recuperat.

procariotele Transkiptsiya este realizată în citoplasmă. Datorită faptului că ADN-ul este format în întregime din secvențe de codificare de nucleotide, ARNm, astfel sintetizat realizează imediat funcția unui șablon pentru translație (vezi. De mai sus).

Transcripția de mARN în eucariotelor are loc în nucleu. Acesta începe sinteza moleculelor mai mari - precursori (pro-mRNA), numite imature. sau produsul nuclear RNK.Pervichny pro-ARNm gena- este o replică a regiunii de ADN transcrisă cuprinde exoni și introni. Procesul de formare a moleculelor de ARN mature de precursori se numește prelucrare. Maturarea ARNm despicare are loc prin - o enzimă de tăiere situsuri pentru enzime de restricție ale intronilor și a compusului cu secvențele transcrise ale ligases exonilor enzimatice. (. Fig) matur mARN este molecule precursoare semnificativ mai scurte pro -. MRNA, introni în dimensiunile lor variază de la 100 la 1000 nucleotide sau mai mult. Pe introni reprezintă aproximativ 80% din mARN imature.

În prezent, sa dovedit posibilitatea de despicare alternative, în care unul dintre transcriptului primar poate fi șters în secțiunile sale diferite, și secvențe de nucleotide vor fi produse ARNm mai mature. Acest tip de matisare este gene tipice de imunoglobulină în sistemul de mamifere. ceea ce face posibilă formarea pe baza unei singure transcript ARNm de diferite tipuri de anticorpi.

La finalizarea procesării selecției ARNm matur trece înainte de a ieși din miez. Sa constatat că citoplasmă devine doar 5% din ARNm matur. iar restul este împărțit în miez.

traducere

Broadcast (lat Translatio. - Transmisie deplasare) - traducerea informațiilor conținute în molecula ARNm secvența de nucleotide din secvența de aminoacizi a lanțului polipeptidic (Figura 10.). Această a doua fază a sintezei proteinelor. Transferul ARNm matur prin pori cu membrana nucleară produce proteine ​​specifice, care formează un complex cu molecula de ARN. În plus față de transportul de ARNm. Aceste proteine ​​protejează mARN de acțiunea dăunătoare a enzimelor citoplasmatice. In timpul traducerii, rolul central aparține ARNt, ele oferă o potrivire exactă amino ARNm cod de acid triplet. procesul de decodare Translyatsii- are loc în ribozomi și este în direcția de la 5 la 3. Complexul ribozomilor mRNA și polizomilor numit.

În timpul transmisiunii cele trei faze pot fi distinse: inițiere, alungire și de terminare.

Inițiere.

În această etapă, ansamblul întregului complex. implicate în sinteza unei molecule de proteină. Există o asociere a două subunități de ribozomi la o anumită porțiune a ARNm. a aderat la primul aminoacil - ARNt, iar acest lucru este setat cadru de citire. Molecula oricărei porțiuni m-ARN este. p-complementare ARN mic subunitate ribozomale și controlată în mod specific de către acesta. Pe lângă acesta este începutul codonul de inițiere AUG care codifică aminoacidul de inițiere metionin.Faza culminează în formarea complexului: ribozomului, -mRNK- inițierea aminoacil-ARNt.

- include toate reacțiile din momentul formării primei legăturii peptidice la conectarea ultimului aminoacid. Pe ribozomului are două situsuri pentru legarea a două molecule de m-ARN. Într-o singură porție-peptidil (n) este mai întâi ARNt cu aminoacidul metionină, și începe cu sinteza oricărei molecule de proteină. Aminoacil ribosomy- a doua porțiune (A) intră în a doua moleculă ARNt și se alătură codon lui. Între metionină și al doilea aminoacid al legăturii peptidice formate. Al doilea ARNt se mută cu codonului său în centrul ARNm peptidil. Mutarea ARNt cu lanțul polipeptidic al centrului aminoacil în promovarea peptidil însoțite de ARNm ribozom, la un pas care corespunde unui codon. ARNt care a adus metionină, se întoarce în citoplasmă, amnoatsilny Center eliberat. Vine un nou ARNt cu un codon următor aminoacid codificat. Între a doua și a treia aminoacizi legătura peptidică este formată și a treia ARNt codonul împreună cu m-ARN este mutat în centrul peptidil .Protsess alungire, alungire a lanțului proteic. Acesta durează atât timp cât ribozomului nu va primi una din cele trei codoni care nu codifică aminoacizi. Acest codon - terminator și nu există nici un ARNt de potrivire pentru el. astfel încât nici unul din m-ARN-ul nu poate avea loc în centrul aminoacil.

terminare

- completarea sintezei polipeptide. Acesta este asociat cu recunoașterea proteinei ribozomale specifice unei rezilieri codoni (UAA, UAG, UGA), când el va intra în centrul aminoacil. Prin ribozomului se alătură factor special de terminare, care contribuie la separarea subunitățile ribozomului și eliberarea moleculei de proteină sintetizată. Peptida de aminoacizi din urmă se alătură apă și este separat de capătul carboxil al ARNt.

lanț peptidic Asamblarea este efectuată la viteză mare. În bacterii, la o temperatură de 37 ° C, se exprimă în plus față de polipeptida de aminoacizi 12 până la 17 pe secundă. În celulele eucariote, se adaugă polipeptida la doi aminoacizi într-o secundă.

Lanțul polipeptidic sintetizat este apoi alimentat la complexul Golgi, unde completează construcția moleculei de proteină (având secvențial a doua a treia a patra structură,,). Aici este vorba de complexare molecule de proteine ​​cu grăsimi și carbohidrați.

Întregul proces de biosintezei proteinelor reprezentat prin schema: ADN ® pro mARN mARN ® ® ® lanț polipeptidic belok® proteine ​​de complexare și transformarea lor în molecule active funcțional.

Realizarea etapelor informatii ereditare de asemenea, proceda în mod similar: mai întâi este transcrisă într-o secvență de nucleotide a ARNm și apoi convertită în secvența de aminoacizi a polipeptidei pe ribozomi cu ARNt.

Eucariotele aranjament este efectuată prin trei ARN polimeraze nucleare. ARN polimeraza 1 este în nucleoli și este responsabil pentru transcrierea genelor ARNr. ARN polimeraza este 2 în seva nucleară și este responsabilă pentru sinteza ARNm precursor. ARN polimeraza 3 în Micii sucul fracția nucleară, care efectuează sinteza mici ARNr si ARNt. ARN polimeraza recunosc în mod specific secvența de nucleotide a promotorului de transcripție. ARNms eukariote întâi sintetizat ca un precursor (pro- mRNA), este amortizată informații din exoni și introni. ARNm Sintetizat are o mai mare decât este necesar pentru dimensiunea radiodifuzare și este mai puțin stabilă.

În procesul de maturizare a moleculelor ARNm folosind enzimele de restricție enzimele sunt tăiate introni și folosind enzime - ligazele exoni capsate. Maturarea de ARNm se numește prelucrare, coaserea se numește exon despicare. Astfel, ARNm matur are numai exoni și este considerabil mai scurtă decât predecesorii săi - ARNm pro. Dimensiuni introni variază de la 100 la 10.000 nucleotide și mai mult. Pe intonov reprezintă aproximativ 80% din mARN imature. În prezent, sa dovedit posibilitatea de despicare alternative, în care unul dintre transcriptului primar pot fi dispuse în diferite părți ale secvenței sale nucleotidice va fi generat și ARNm-mai matur. Acest tip de matisare este gene tipice de imunoglobulină în sistemul de mamifere, ceea ce face posibil să se formeze dintr-un singur ARNm de transcript diferite tipuri de anticorpi. La finalizarea procesării selecției ARNm matur trece înainte de a intra în citoplasmă din nucleu. S-a stabilit că primește doar 5% din ARNm matur, iar restul este împărțit în miez. Transformarea genelor eucariote transcripționale primare, datorită organizării lor exon-intron, și în legătură cu tranziția de ARNm matur din nucleu în citoplasmă, determină caracteristicile eucariotele de informații genetice. genă eucariotă Prin urmare mozaic nu este o gena cistron, deoarece nu întreaga secvență de ADN utilizată pentru sinteza proteinelor.