Olbaltumvielu sintēze, kas un kā tas notiek?

Ķermenim, lai saglabātu veselību, ir nepieciešamas daudzas vielas, no kurām viena ir olbaltumvielas. Olbaltumvielas vai grieķu valodā sauc par protosiem (galvenokārt) paši par sevi ir sarežģīti organiski savienojumi ar lielu molekulmasu, kas ir aminoskābju monomēru polimēri, kas ir saistīti viens ar otru (animo skābes ķēdes) ar peptīdu saitēm. Olbaltumvielu molekulas satur oglekli, ūdeņradi, skābekli, slāpekli un dažreiz sēru un fosforu. Loma? kā ēkas, ko sauc par cilvēka ķermeni, pamats. Tāpēc tā esamība ir ļoti svarīga. Bet, protams, olbaltumvielas nenāk tikai. Tas ir jānosaka, un olbaltumvielu veidošanās vai sintēze notiek, iesaistot daudzas "puses", ieskaitot DNS un RNS.

Nu, pirms mēs uzzinām vairāk par šīm divām lietām (DNS un RNS), būtu labāk, ja mēs vispirms zinātu olbaltumvielu sintēzes nozīmi.

Olbaltumvielu sintēze faktiski ir process, lai lineārās aminoskābes pārvērstu olbaltumvielās organismā. Šeit DNS un RNS loma ir svarīga, jo tie ir iesaistīti procesā. DNS molekula ir kodēšanas avots nukleīnskābēm, lai tās kļūtu par aminoskābēm, kas veido olbaltumvielas - nav tieši iesaistītas procesā. Kamēr RNS molekulas ir DNS molekulu transkripcijas rezultāts šūnā. Pēc tam šī RNS molekula tiek pārveidota aminoskābēs kā olbaltumvielu celtniecības elements.

Olbaltumvielu sintēzes mehānismā ir trīs svarīgi aspekti, proti, olbaltumvielu sintēzes vieta šūnās; mehānisms informācijas vai transformācijas rezultāta pārnešanai no DNS uz olbaltumvielu sintēzes vietu; un aminoskābju mehānisms, kas veido olbaltumvielas šūnā, lai atdalītos, veidojot specifiskas olbaltumvielas.

Olbaltumvielu sintēze notiek ribosomā, vienā no šūnas (arī kodola) mazajiem un blīvajiem organoīdiem, iegūstot nespecifisku vai piemērotu olbaltumvielu no mRNS, kas tiek tulkots. Pašas ribosomas diametrs ir aptuveni 20 nm, un tā sastāv no 65% ribosomu RNS (rRNS) un 35% ribosomu olbaltumvielu (ko sauc par Ribonukleoproteīnu vai RNP).

Olbaltumvielu ražošanas process

Būtībā šūnas izmanto DNS saturošo ģenētisko informāciju (gēnus) olbaltumvielu ražošanai. Olbaltumvielu vai olbaltumvielu sintēzes process tiek sadalīts trīs posmos, proti, transkripcijā, translācijā un olbaltumvielu locīšanā.

1. Transkripcija

Transkripcija ir RNS veidošanas process no vienas no DNS matricas joslām (DNS jēga). Šajā posmā tiks ražoti 3 RNS veidi, proti, mRNS, tRNS un rRNS.

Šis posms var notikt citoplazmā, uzsākot DNS piederošo dubulto ķēžu atvēršanas procesu ar RNS polimerāzes enzīma palīdzību. Šajā posmā ir viena ķēde, kas kalpo kā jutekļu ķēde, bet otru ķēdi, kas nāk no DNS pāra, sauc par anti-sajūtu ķēdi.

Pats transkripcijas posms ir sadalīts 3: iniciācijas, pagarinājuma un beigu posmos.

Uzsākšana

RNS polimerāze saistās ar DNS virknēm, ko sauc par promoteriem, kas atrodas netālu no gēna sākuma. Katram gēnam ir savs veicinātājs. Pēc saistīšanas RNS polimerāze atdala DNS dubultos pavedienus, nodrošinot šablonu vai veidni atsevišķām virknēm, kas ir gatavas transkripcijai.

Pagarinājums

Viena DNS virkne, pelējuma virkne, darbojas kā matrica RNS polimerāzes enzīma lietošanai. "Lasot" šo druku, RNS polimerāze veido RNS molekulu no nukleotīda, izveidojot ķēdi, kas aug no 5 "līdz 3". Transkripcijas RNS nes to pašu informāciju no DNS šabloniem (kodēšanas).

Izbeigšana

Šī secība norāda, ka RNS transkripcija ir pabeigta. Pēc transkripcijas RNS polimerāze atbrīvo RNS transkripciju.

2. Tulkošana

Tulkošana ir nukleotīdu secību process mRNS, kas tiek pārveidotas aminoskābju secībās no polipeptīdu ķēdes. Šī procesa laikā šūna “nolasa” informāciju par kurjera RNS (mRNS) un izmanto to olbaltumvielu veidošanai.

Ir nepieciešami vismaz 20 aminoskābju veidi, lai varētu veidot olbaltumvielas, kas rodas no mRNS kodona tulkošanas. MRNS polipeptīdu izgatavošanas instrukcijas ir nukleotīdu RNS (adenīns, uracils, citozīns, guanīns), ko lasa trīs nukleotīdu grupās, trīs grupas sauc par kodoniem. Turklāt dažas no šīm aminoskābēm ražos specifiskas polipeptīdu ķēdes un vēlāk veidos specifiskas olbaltumvielas.

Pats tulkošanas process ir sadalīts 3 posmos:

Sākotnējais posms vai uzsākšana

Šajā posmā ribosomas sapulcējas ap nolasāmo mRNS un pirmo tRNS, kas satur aminoskābi metionīnu (kas atbilst sākuma kodonam AUG). Šī sadaļa ir nepieciešama, lai varētu sākt tulkošanas posmu.

Ķēdes pagarināšana vai pagarināšana

Šajā posmā aminoskābju ķēde tiek pagarināta. Šeit mRNS tiek nolasīts pa vienam kodonam, un kodonam atbilstošo aminoskābi pievieno olbaltumvielu ķēdei. Pagarināšanas laikā tRNS pārvietojas gar ribosomas A, P un E vietām. Šis process tiek atkārtots atkārtoti, kad tiek nolasīti jauni kodoni un ķēdei tiek pievienotas jaunas aminoskābes.

Izbeigšana

Šajā posmā tiek atbrīvota polipeptīda ķēde. Šis process sākas, kad stop kodons (UAG, UAA vai UGA) nonāk ribosomā, atdalot polipeptīdu ķēdi no tRNS un atstājot ribosomu.

3. Olbaltumvielu locīšana

Nesen sintezētā polipeptīda ķēde nedarbojas, kamēr tai nav veiktas noteiktas strukturālas modifikācijas, piemēram, astes ogļhidrātu pievienošana (glikozilēšana), lipīdi, protezēšanas grupas utt., Lai tā būtu funkcionāla, to veic ar modifikāciju pēc translācijas un olbaltumvielu locīšanu.

Olbaltumvielu locīšana ir sadalīta četros līmeņos, proti, primārajā līmenī (lineāras polipeptīdu ķēdes); vidējais līmenis (α-spirāles un β kroku loksne); terciārais līmenis (šķiedru un apļveida forma); un kvartāra līmenis (olbaltumvielu komplekss ar divām vai vairākām apakšvienībām.

Piezīme

Ir zināmi 61 aminoskābju kodoni. Katrs kodons tiek "nolasīts", lai izveidotu noteiktu aminoskābi no 20 aminoskābēm, kas parasti atrodas olbaltumvielās.

Vienam kodonam, proti, AUG, ir funkcija veidot aminoskābi metionīnu, un tas darbojas arī kā sākuma kodons, lai signalizētu par olbaltumvielu ražošanas sākumu.

Trīs kodoni, kas neveido aminoskābes, ko sauc par stop kodonu, ietver UAA, UAG un UGA. Visi trīs paziņo šūnai, kad polipeptīdu ražošana ir pabeigta.