Matricea biosinteza - studopediya

Aceasta este una dintre cele mai interesante probleme ale biologiei moleculare, în cazul în care mulți încă nedescifrate astfel de mecanisme. In vivo se produce în mod continuu, împreună cu prăbușirea sintezei proteinelor. Linear Metoda atomilor a relevat faptul că, în celule este inclus într-o mare varietate de proteine ​​și viteza de sinteză sunt diferite. Proteinele eritrocitare sunt schimbate pe parcursul a 2-3 luni, în același timp, proteinele sunt schimbate foarte repede constatat că proteinele de bază ale țesutului nervos sunt schimbate în termen de 21 de zile.

Proteinele din celulele de organe și țesuturi interacționează cu diferite componente ale celulelor și, prin urmare, trebuie să fie un mecanism care să asigure sinteza infailibilă a proteinelor. Este important pentru procesele metabolice.

Printre bolile asociate cu sinteza proteinelor afectata poate fi numit „albinism“. Ce se întâmplă:

1) Raportul procesului de formare a melanina, este produs in melanocite, celule specializate care sunt in piele, foliculi capilare, a retinei. producerea de pigmenți încetează ca urmare a încălcării procesului de conversie a fenilalaninei la tirozina. Când albinism nu produc o enzimă - tirozinază. Acesta promovează în continuare formarea melanina.

Tag-uri: piele alb lăptos, păr blond, iris lumina, retina depigmentizatsiya, reducerea acuității vizuale (de oameni suferă, dar trăiesc)

2) siclemie se datorează înlocuirea unui aminoacid cu ax Glu și ia forma de hemoglobina secera și nu poate îndeplini funcția de bază - camioane O2

Pentru proteina procesul de biosinteză a fost necesar în mod normal:

1) Fluxul de materie (din care aminoacizi sunt construite proteine), prezența obligatorie a aminoacizilor esențiali. Fluxul trebuie să fie atât cantitativ cât și calitativ. În cazul în care apar cantitățile de alimente inadecvate de aminoacizi esențiali, deficit de proteină observate. Acest lucru duce la perturbarea echilibrului azotului (devine negativ). Este important să se ia în considerare în pregătirea rațiile alimentare;

2) Fluxul de energie. Se constată că sinteza substanțelor complexe în fluxul organism din sursa consumului de energie - energia ATP, GTP și probațiune etc.;

3) Este nevoie de informații cu privire la modul în care trebuie să fie sintetizate proteine;

4) necesitatea participanților direcți în sinteza proteinelor - diferite tipuri de ARN, care permite celulei de a sintetiza o proteină dată. ARN - flux vector de informații de la ADN la locul sintezei proteinelor.

Începem cu un mecanism general al sintezei ADN

1) Kornberg în 1953 propus de mediul enzimatic în bezkletochnoy care implica ADN - polimeraza

Descoperirea în 1960 simultan în 2 laboratoare ARN SUA enzimă polimerază care catalizează sinteza ARN din nukleotilov liber. Mecanismul decriptarea facilitat sinteza ARN-ului.

Cel mai studiat dintre ARN - polimeraza procariot E. coli cu AU 487000 este format din 5 subunități.

ARN - polimerazei (denumită ADN - polimeraza dependentă), sa constatat că molecula de ADN este necesară nu numai pentru reacția de polimerizare, dar că ea definește secvența de ribonucleotide în molecula de ARN nou sintetizat cu un substitut nucleotidă timizinovogo ADN pentru uridylic ARN. In general, chiar sinteza ARN-ul poate fi reprezentat după cum urmează:

În E. coli se sugerează că există o singură ADN-dependentă de ARN - polimeraza, care sintetizează toate tipurile de ARN celular. Eucariotele polimeraze - mai puțin de ARN studiat. Din 3gruppy ARN izolat de celule animale - polimerazele A, B, C, care sunt implicate în sinteza, respectiv, ARNr, ARNt și ARNm.

Matricea biosinteza constă în 3 etape:

1. Biosinteza ADN - replicarea (mecanismul dublare ADN), repararea (mecanisme enzimatice detecta și corecta deteriorarea ADN-ului)

2. Transcrierea - o biosinteză ADN (ARNt, ARNr, ARNm)

3. Etapa biosintezei proteinelor - Broadcast

procesele de replicare sens biochimic este ca acestea să aibă loc în mai multe etape. (Fig.1)

Prima etapă - inițiere - formarea care implică enzime (ADN -helikaz ADN - girazei) furci de replicare, adică dacă avem un ADN cu 2 lanțuri, apoi la un moment dat unul dintre lanțurile este deșurubat și porțiunea împinsă fiind completată sub forma unui circuit antiparalel (Fig. 1).

La inițierea ADN-ului pentru a secvențial ADN alinia - legarea și ADN - proteine ​​este untwisted, apoi complexele ADN - polimerazele și ADN-dependentă de ARN - polimeraza (primaza).

Cea de a doua etapă. Procesul de replicare a ADN-expuse od neous ambele lanțuri. circuite subsidiare de creștere sunt într-o direcție

5 '_____3'. Primul pas este realizată prin intermediul ADN - polimerazei 111

participă în continuare ADN - polimeraza 11 Sinteza unui circuit nu este în mod continuu, iar pe celelalte fragmente (fragmente Okazaki). A doua etapă de separare este completat primeri care combină fragmente de ADN individuale de ADN - ADN ligaze și formarea unui circuit secundar.

A treia etapă - terminarea sintezei ADN-ului, apare ca urmare a terminării lanțului datorită epuizării șablonului DNA. Replicarea mare precizie. Dacă există o eroare, aceasta poate fi corectată în cursul proceselor reparative.

Schema Fig.1 a principalelor etape ale replicării ADN-ului (pentru T.T.Berezovu și B.F.Korovkinu)

Repararea ADN și ARN.

O serie de factori exogeni și endogeni conduc la diferite ADN -Zi lezat in celula. În celulă există sistem de repararea ADN-ului. Acesta Fer-mentativnye mecanisme care detectează și repararea daunelor.

Ceea ce este necesar pentru această condiție?

1.Neobhodimo situri de recunoaștere ale daune ADN-ului (folosind endonucleaze);

2.Udalenie zona deteriorată (prin -glikozidaz ADN);

3.Sintez fragment nou (ADN - polimeraza reparat);

Formarea 4.Soedinenie noilor secțiuni ale circuitului vechi (DC enzima -ligaza).

Transcrierea este diferit de replicare. replicare atunci când sunt complet replicate una dintre catenele de ADN, și sunt transcrise când transcriere
gene individuale. Prin urmare, fiecare genă ADN poartă informațiile sale.

Procesul de formare a ARNm la ADN - primer este posibilă numai la un curent continuu funcțional. Procesul de transcriere - mai multe etape. Înainte de descoperirea fenomenului de despicare (maturarea, splicing) a ARNm a fost cunoscut faptul că multe mRNAs eucariote sunt sintetizate într-un alt gigant precursori macromoleculare (pre - mARN), care este deja în nucleu sunt supuse protseosingu post-transcripțional. Sa dovedit că gena eucariotă are o structură complexă de mozaic. Acesta include site-uri purtătoare de informații, această codificare - exonii și site-uri nu transporta informații, și anume nimic de codificare - introni. De aici a apărut conceptul de structura ekzonintronnoy (Fig. 2).

ADN-ul enzimă - ARN dependent - polimerază catalizează transcrierea ambelor exoni și introni pentru a forma ARN nuclear eterogen (ARN rg), de asemenea, denumit transcriptul primar. Introni cu exonii sunt transcrise; totuși mai mulți introni în miez tăiat ARN nuclear mic (ARN MJA), care duce la formarea unui ARNm funcțional. Procesul enzimatic de eliminare a intronilor din ARN - transcript și integrarea (conexiune) corespunzătoare exonilor numit - despicare.

Secvența de nucleotide din molecula de ARNm începe cu perechile GU (capătul 5“) și se termină cu o pereche de AH (3 '- end). Aceste adept-Ness sunt site-urile (locuri) de recunoaștere pentru enzime despicare.

Fixarea automată a capacelor (CEP) este redus la aderare 7 methylguanosine folosind legătură trifosfat la capătul 5“al ARNm, crede că«NEP»este implicat în recunoașterea unui situs adecvat pe molecula de ARNm și, eventual, să se protejeze de descompunerea enzimatică molecule.

Poliadenilare este atașarea enzimatică secvențială de la 100 la 200 reziduuri de AMP la capătul 3“al ARNm. Funcția acestui proces complet elucidat, dar ei cred că acest proces protejează mARN de hidroliza RNazele celulare.

Prelucrarea, despicare, plafonare, poliadenilarea - proces de sinteză furnizează molecule de ARN care constau numai din exoni.

Toate tipurile de ARN (rARN, tARN, ARNm) sunt sintetizați în mod similar.

Prin urmare, pentru orice moleculă de ARN prezente în organism poate fi găsit segment ADN care este complementar. Cu toate acestea, în sinteza de diferite tipuri, există unele caracteristici.

ARNm - sintetizat este mult mai mare decât cea necesară pentru sinteza proteinelor. Deoarece proteina cuprinde un lanț greu de imunoglobulină este codificat de resturi de nucleotide 1800851, dintre care codifică proteina direct structura 1300 reziduuri de nucleotide.

ARNt - de asemenea sintetizat ca ARNm, dar sinteza este de la un precursor mai mare. Acest proces are loc în timpul splicing ESTATE enzime Tii citoplasmatică.

ARNr - este de mai multe tipuri. In sinteza ARNr procariote de trei minute dressing 235, 16S. 5S. Ele sunt formate dintr-un pre lung precursor - ARNr. Printre ei este formarea uneia dintre subunități ale ribozomului.

Astfel transcriere - proces în mai multe etape, în care sunt sintetizate toate tipurile de ARN.

Biosinteza proteinelor (traducere).

Textul genetic în traducere se traduce în secvența liniară a aminoacizilor ai lanțului polipeptidic al proteinei.

Procesul de traducere poate fi divizat în două etape, care au localizare diferita in celula: rekognitsiya (recunoaștere aminoacizi) și biosinteza real de proteine. Rekognitsiya are loc în citoplasmă și biosinteza proteinelor are loc în ribozomi.

Rekognitsiya sau recunoașterea de aminoacizi. Esența recunoașterii de aminoacizi este de a combina aminoacizi cu ARNt sale. Structura ARNt are un potențial „interpret“ calități, ca într-o singură moleculă capacitatea combinată a „“ citi „“ textul nucleotidice (perechi specifice anticodon ARNt cu codon mARN și transporta (la capătul acceptor) aminoacizi lor. Enzimele speciale asigură recunoașterea ARNt aminoacizilor. Aceste enzime sunt numite aminoacil - ARNt - sintetaza (ARSazy) amino acizi, astfel, ar trebui să fie activat, activarea este de asemenea realizată folosind ARSaz acest proces are loc în două etape:..

Ribozomii nu sunt implicate în sinteza proteinelor ușor disociat în subunități. In celula, ribozomului, sau sunt într-o stare liberă sau legată la membrana reticulului endoplasmic. Libera circulație a ribozomilor în diferite părți ale celulei sau le compus în diferite locuri cu membranele reticulului endoplasmatic, evident, face posibila proteine ​​la col-gazda in celula acolo unde este nevoie.

Biosinteza proteinelor este diferit de alte tipuri de biosinteză matrice, replicare și transcriere - două caracteristici:

1) Nu există nici o corespondență între numărul de cifre (monomeri), în produsele de matrice și de reacție în ARNm 4 nucleotide care diferă într-o proteină de 20 aminoacizi diferiți;

2) Structura ribonucleotide (monomer matrice) și aminoacizi (produs de monomeri), astfel încât între mARN (matrice) și proteină cu lanț polipeptidic (produs) nr complementaritate.

Sinteza proteinelor sau traducerea divizată în trei etape: inițiere (pornire), alungire (alungire a lanțului polipeptidic), terminare (finalizare).

Este acum stabilit că există un complex special de inițiere (formil întâlnit ARNt și ARNm asociat cu mai multe molecule de proteină GTP) pentru începutul sintezei proteinelor. Interacțiunea dintre ARNm și codonii anticodon formil ARN Meth. (Fig.3)

Inițial, inițiatoare întâlnit formil ARN se leagă la subunitatea mare a ribozomului în site-ul P (centrul peptidil). Următorul aminoacid sub forma ALT ARN se leagă la un sit (centrul aminoacil). Ribozomii se datorează interacțiunii dintre ARNt anticodon și codonul ala de ARNm. Ca rezultat al «NH2» acest aminoacid este aproape gruparea „COOH“ al primului aminoacid printr-o peptidotransferazy legătură peptidică formată în porțiunea A. rezultată translocase dipeptide transferat din secțiunea A din secțiunea P, deplasând ARNt care poate din nou să reacționeze cu un alt aminoacid , necesită participarea GTP. Sub lanțul peptidic acțiune peptidtransferazy cu n uchatska transferat la porțiunea A. Ribozom deplasată împotriva porțiunii A devine noul ARNm codonul. La acest ribozomal un ciclu este finalizat. procesul de sinteza proteinelor continuă atâta timp cât o porțiune A nu se potrivește un codon fără sens (UAG, UAA, UGA). La sfârșitul sintezei proteinelor și a peptidei sintetizate din site-ul P este separat de suprafața ribozomului.

Cea mai mare parte a proteinei este sintetizată în celulă, și o parte din ea trece prin exocitoză. Acest lucru necesită energie ATP, astfel încât lipsa de proteine ​​ATP sunt reținute în interiorul celulei. Proteinele active, în particular alocate celulelor glandulare și a celulelor hepatice. Ce se întâmplă în continuare cu proteina sintetizată?

După separarea de ribozom este apoi hidrolizat prin ribonucleaze citosol. Deja în timpul translația proteinei începe să se potrivească în structura tridimensională, care în cele din urmă a acceptat după separarea proteinei sintetizate de ribozomi. Ca rezultat al radiodifuziunii nu se formează întotdeauna o proteină activă funcțional. Multe SLE ceaiuri posttranslyatsivnnye sunt necesare modificări suplimentare. De exemplu, insulina este formată din precursorul (proinsulina) ca rezultat al lanțului peptidic porțiune de clivaj sub acțiunea proteazelor specifice. La fel, și anume prin proteoliză parțială multe proenzime sunt activate.

Aderarea grupare prostetică pentru a forma un complex de proteine ​​si asocierea de protomers proteine ​​oligomere sunt, de asemenea, modificări posttranslyatsionnm. Unele proteine ​​după sinteza lanțului peptidic este resturile de aminoacizi sunt complet modificate, de exemplu, conversia prolină și lizină în hidroxilizina și hidroxiprolinei din colagen, încearcă arginină metelirovanie și lizină în histone, iodarea globulinei tirozina trio. Unele proteine ​​sunt supuse glicozilare de conectare resturilor oligozaharidice -nyaya (formarea de glicoproteine). O modificare post-sinteză este fosforilarea anumitor resturi de tirozină din molecula de proteină și este în prezent considerată ca fiind una dintre etapele specifice de formare a oncoproteins cu celulele normale malignitate. Deși biosinteza proteinelor, care este un proces complex, cu mai multe etape, dar structural - relație funcțională a diferitelor sale etape nu au fost studiate.

Fig.3 elongație lanț polipeptidic