Die sel van enige organisme is een groot fabriek vir die vervaardiging van chemikalieë. Hier vind reaksies plaas in die biosintese van lipiede, nukleïensure, koolhidrate en natuurlik proteïene. Proteïene speel 'n enorme rol in die lewe van die sel, aangesien hulle baie funksies verrig: ensiematies, sein, struktureel, beskermend en ander.
Proteïenbiosintese: beskrywing van die proses
Die konstruksie van proteïenmolekules is 'n komplekse multi-stadium proses wat plaasvind onder die werking van 'n groot aantal ensieme en in die teenwoordigheid van sekere strukture.
Sintese van enige proteïen begin in die kern. Inligting oor die struktuur van die molekule word in die DNA van die sel aangeteken, waaruit dit gelees word. Byna elke geen in 'n organisme kodeer een, unieke proteïenmolekule.
Wat is die rol van die sitoplasma in proteïenbiosintese? Die feit is dat die sitoplasma van die sel 'n "poel" is vir monomere van komplekse stowwe, sowel as strukture wat verantwoordelik is vir die proses van proteïensintese. Ook die interne omgewing van die sel het 'n konstante suurheid eniooninhoud, wat 'n belangrike rol in biochemiese reaksies speel.
Proteïenbiosintese vind in twee fases plaas: transkripsie en vertaling.
Transkripsie
Hierdie stadium begin in die kern van die sel. Hier word die hoofrol gespeel deur nukleïensure soos DNA en RNA (deoksie- en ribonukleïensure). In eukariote is die transkripsie-eenheid die transkripsie, terwyl in prokariote hierdie organisasie van DNS die operon genoem word. Die verskil tussen transkripsie in prokariote en eukariote is dat 'n operon 'n gedeelte van 'n DNS-molekule is wat vir verskeie proteïenmolekules kodeer, wanneer die transkripsie inligting oor slegs een proteïengeen dra.
Die hooftaak van die sel in die stadium van transkripsie is die sintese van boodskapper-RNA (mRNA) op die DNA-sjabloon. Om dit te doen, gaan 'n ensiem soos RNA-polimerase die kern binne. Dit is betrokke by die sintese van 'n nuwe mRNA-molekule, wat komplementêr is tot die deoksiribonukleïensuurplek.
Vir suksesvolle transkripsie-reaksies is die teenwoordigheid van transkripsiefaktore, wat ook as TF-1, TF-2, TF-3 afgekort word, nodig. Hierdie komplekse proteïenstrukture is betrokke by die verbinding van RNA-polimerase met die promotor op die DNA-molekule.
Die sintese van mRNA gaan voort totdat die polimerase die eindgebied van die transkripsie bereik, wat die terminator genoem word.
Die operateur, as 'n ander funksionele area van die transkripsie, is verantwoordelik vir die inhibering van transkripsie of, omgekeerd, vir die versnelling van die werk van RNA-polimerase. Verantwoordelik virregulering van die werk van transkripsie-ensieme onderskeidelik spesiale proteïene-inhibeerders of proteïene-aktiveerders.
Uitsending
Nadat mRNA in die selkern gesintetiseer is, gaan dit die sitoplasma binne. Om die vraag oor die rol van die sitoplasma in proteïenbiosintese te beantwoord, is dit die moeite werd om die verdere lot van die nukleïensuurmolekule in die translasiestadium in meer detail te ontleed.
Vertaling vind in drie fases plaas: inisiëring, verlenging en beëindiging.
Eers moet mRNA aan ribosome heg. Ribosome is klein nie-membraanstrukture van die sel, wat uit twee subeenhede bestaan: klein en groot. Eerstens heg die ribonukleïensuur aan die klein subeenheid, en dan sluit die groot subeenheid die hele translasiekompleks sodat die mRNA binne die ribosoom is. Eintlik is dit die einde van die ontgroeningstadium.
Wat is die rol van die sitoplasma in proteïenbiosintese? Eerstens is dit 'n bron van aminosure - die belangrikste monomere van enige proteïen. In die stadium van verlenging vind 'n geleidelike opbou van die polipeptiedketting plaas, wat begin met die beginkodon metionien, waaraan die oorblywende aminosure geheg is. Die kodon in hierdie geval is 'n drietal mRNA-nukleotiede wat vir een aminosuur kodeer.
Op hierdie stadium word 'n ander tipe ribonukleïensuur aan werk gekoppel – oordrag-RNA, of tRNA. Hulle is verantwoordelik vir die lewering van aminosure na die mRNA-ribosoomkompleks deur 'n aminoasiel-tRNA-kompleks te vorm. tRNA-herkenning vind plaas deur komplementêreinteraksies van die antikodon van hierdie molekule met die kodon op die mRNA. Die aminosuur word dus aan die ribosoom afgelewer en aan die gesintetiseerde polipeptiedketting geheg.
Beëindiging van die translasieproses vind plaas wanneer die mRNA die stopkodonafdelings bereik. Hierdie kodons dra inligting oor die einde van peptiedsintese, waarna die ribosoom-RNA-kompleks vernietig word, en die primêre struktuur van die nuwe proteïen die sitoplasma binnegaan vir verdere chemiese transformasies.
Spesiale proteïeninisiasiefaktore IF en verlengingsfaktore EF is betrokke by die vertaalproses. Hulle is van verskillende tipes, en hul taak is om die korrekte verbinding van RNA met ribosoomsubeenhede te verseker, asook in die sintese van die polipeptiedketting self by die verlengingstadium.
Wat is die rol van die sitoplasma in proteïenbiosintese: kortliks oor die hoofkomponente van biosintese
Nadat die mRNA die kern in die interne omgewing van die sel verlaat, moet die molekule 'n stabiele translasiekompleks vorm. Watter komponente van die sitoplasma moet teenwoordig wees in die stadium van translasie?
1. Ribosome.
2. Aminosure.
3. tRNA.
Aminosure - proteïenmonomere
Vir die sintese van 'n proteïenketting, die teenwoordigheid in die sitoplasma van die strukturele komponente van die peptiedmolekule - aminosure. Hierdie lae molekulêre gewig stowwe in hul samestelling het 'n aminogroep NH2 en 'n suurresidu COOH. Nog 'n komponent van die molekule - die radikale - is die kenmerk van elke individuele aminosuur. Wat is die rol van die sitoplasma inproteïenbiosintese?
AA kom voor in oplossings in die vorm van zwitterione, wat dieselfde molekules is wat waterstofprotone skenk of aanvaar. Dus word die aminogroep van aminosure omgeskakel na NH3+, en die karbonielgroep in COO-.
In totaal is daar 200 AA's in die natuur, waarvan slegs 20 proteïenvormend is. Onder hulle is daar 'n groep essensiële aminosure wat nie in die menslike liggaam gesintetiseer word nie en slegs die sel binnegaan met ingeneemde voedsel, en nie-essensiële aminosure wat die liggaam op sy eie vorm.
Alle AA's word gekodeer deur een of ander kodon wat ooreenstem met drie mRNA-nukleotiede, en een aminosuur kan dikwels deur verskeie sulke rye gelyktydig gekodeer word. Die metionienkodon in pro- en eukariote is die begin een, want dit begin die biosintese van die peptiedketting. Stopkodons sluit UAA-, UGA- en UAG-nukleotiedvolgordes in.
Wat is ribosome?
Hoe is ribosome verantwoordelik vir die biosintese van proteïene in die sel en wat is die rol van hierdie strukture? Eerstens is dit nie-membraanformasies, wat uit twee subeenhede bestaan: groot en klein. Die funksie van hierdie subeenhede is om die mRNA-molekule tussen hulle te hou.
Daar is plekke in ribosome waar mRNA-kodons binnekom. In totaal kan twee sulke drielinge tussen die klein en groot subeenheid pas.
Verskeie ribosome kan saamvoeg in een groot polisoom, waardeur die tempo van sintese van die peptiedketting toeneem, en die uitset kan onmiddellik verkry wordverskeie kopieë van die proteïen. Hier is die rol van die sitoplasma in proteïenbiosintese.
tipes RNA
Ribonukleïensure speel 'n belangrike rol in alle stadiums van transkripsie. Daar is drie groot groepe RNA: vervoer, ribosomale en inligting.
mRNAs is betrokke by die oordrag van inligting oor die samestelling van die peptiedketting. tRNA's is bemiddelaars in die oordrag van aminosure na ribosome, wat bereik word deur die vorming van 'n aminoasiel-tRNA-kompleks. Aanhegting van 'n aminosuur vind slegs plaas met die komplementêre interaksie van die antikodon van die oordrag-RNA met die kodon op die boodskapper-RNA.
rRNA is betrokke by die vorming van ribosome. Hul rye is een van die redes waarom mRNA tussen die klein en groot subeenhede gehou word. Ribosomale RNA's word in die nukleoli geproduseer.
Betekenis van proteïene
Proteïenbiosintese en die belangrikheid daarvan vir die sel is kolossaal: meeste van die liggaam se ensieme is van 'n peptied-aard, danksy proteïene word stowwe deur selmembrane vervoer.
Proteïene verrig ook 'n strukturele funksie wanneer hulle deel is van spier-, senuwee- en ander weefsels. Die seinrol is om inligting oor die prosesse wat plaasvind, byvoorbeeld wanneer lig op die retina val, oor te dra. Beskermende proteïene - immunoglobuliene - is die basis van die menslike immuunstelsel.
