Матрицата биосинтеза - studopediya
Това е една от най-интересните проблемите на молекулярната биология, където много още неразчетена такива механизми. Ин виво непрекъснато се появява заедно с разпадането на белтъчния синтез. Линеен метод атоми показва, че в клетките се включва голямо разнообразие от протеини и скоростта на синтез са различни. еритроцитни протеини се разменят по време на 2-3 месеца, в същото време, протеини се обменят много бързо установено, че основните протеини на нервна тъкан се обменят в рамките на 21 дни.
Протеините в клетките на органи и тъкани взаимодействат с различни компоненти на клетките и следователно трябва да бъдат механизъм, който осигурява безпогрешен синтеза на протеини. Важно е метаболитни процеси.
Между болестите, свързани с нарушена синтеза на протеини може да се нарече "албинизъм". Какво се случва:
1) Сигнал за процеса на образуване на пигмент меланин, се произвежда в меланоцити, специализирани клетки, които са в кожата, капилярни фоликули, ретината. Пигменти производство е прекратено поради нарушаване на процеса на превръщане на фенилаланин в тирозин. Когато албинизъм не произвеждат ензим - тирозиназа. Освен това, спомага за образуването на пигмента меланин.
Етикети: млечнобяла кожа, руса коса, светли ириса, ретината depigmentizatsiya, намалена зрителна острота (хора страдат, но живеят)
2) сърповидно-клетъчна анемия се дължи на замяната на една аминокиселина Glu вал и е под формата на сърп хемоглобин и не може да изпълнява своята основна функция - O2 камиони
За протеин процес биосинтеза е обикновено се изисква:
1) потока от частици (от които аминокиселини са изградени протеини), задължителното присъствие на незаменими аминокиселини. Потокът трябва да бъде количествен и качествен. Ако се появят хранителните неадекватни суми на незаменими аминокиселини, протеини дефицит се наблюдава. Това води до нарушаване на азотен баланс (става отрицателен). Важно е да се вземат предвид при изготвянето на хранителни дажби;
2) поток на енергия. Установено е, че синтезът на комплексни вещества в потока на тялото от източника на потреблението на енергия - енергията на ATP, GTP и изпитателния др.
3) информация е необходима за това, как трябва да се синтезира протеин;
4) необходимостта за директни участници в протеиновия синтез - различни видове РНК, които позволяват на клетката да синтезира даден протеин. РНК - вектор поток от информация от ДНК на мястото на синтеза на протеини.
Ние започваме с общ механизъм на ДНК синтезата
1) Kornberg през 1953 г., предложен от ензимната среда в bezkletochnoy включващи ДНК - полимераза
Откриването през 1960 г. едновременно в 2 лаборатории САЩ РНК полимераза ензим, който катализира синтеза на РНК от свободен nukleotilov. Декодиране механизъм улеснява синтеза на РНК.
Най-изучени на РНК - полимераза прокариот Е.коли с AU 487000 състои от 5 субединици.
РНК - полимераза (по-нататък ДНК - зависима полимераза), беше установено, че ДНК молекулата е необходимо не само за реакцията на полимеризация, но че тя определя последователността на рибонуклеотиди в новосинтезираната РНК молекула с нуклеотидна заместител timizinovogo ДНК uridylic РНК. Като цяло, дори синтеза на РНК може да бъде представена както следва:
В E.coli го подсказва има един ДНК-зависима РНК - полимераза, която синтезира всички видове клетъчна РНК. По-малко изследван РНК - полимераза еукариоти. От животните клетъчна РНК, изолирана 3gruppy - полимерази А, В, С, които са включени в синтеза на, съответно, рРНК, тРНК и иРНК.
Матрицата биосинтеза се състои от 3 етапа:
1. биосинтезата на ДНК - репликацията (ДНК удвояване механизъм), ремонт (ензимни механизми за откриване и коригиране на увреждане на ДНК)
2. Транскрипция - биосинтеза ДНК (тРНК, рРНК, тРНК)
протеин биосинтеза 3. Етап - Broadcast
Биохимични процеси чувство за репликация е, че те се проведе в няколко етапа. (Фиг.1)
Първият етап - започване - образуването включващи ензими (ДНК -helikaz ДНК - гираза) репликация вилици, т.е. ако имаме две верига ДНК, след това в даден момент една от веригите се отвинти и избута част се попълва формата на антипаралелни верига (Фиг. 1).
При започване на ДНК нишки за последователно подравняване ДНК - свързване и ДНК - протеин е сук, и след това ДНК комплекси - полимерази и РНК-зависима ДНК полимераза - (примазен).
Вторият етап. Процесът на ДНК репликация изложени OD-танен двете вериги. дъщерни растеж вериги са в посока,
5 '_____3 ". Първата стъпка се извършва с помощта на ДНК - полимераза 111
допълнително участва ДНК - полимераза 11 Синтез на една верига не е постоянно, а от друга фрагменти (Okazaki фрагменти). Вторият етап на разделяне е завършена праймери съчетават отделните ДНК фрагменти от ДНК - ДНК лигази и образуването на дъщерна верига.
Трети етап - прекратяване на синтез на ДНК, се появява в резултат на прекъсване на веригата, поради изчерпване на шаблон ДНК. Репликация голяма точност. Ако има грешка, тя може да се коригира в хода на възстановителните процеси.
Фиг.1 схема на основните етапи на ДНК репликация (за T.T.Berezovu и B.F.Korovkinu)
Ремонт на ДНК и РНК.
Редица екзогенни и ендогенни фактори водят до различни увредени дневен ДНК в клетката. В клетката има възстановяване на ДНК система. Тя Фер-mentativnye механизми, които откриват и при отстраняване на щетите.
Какво е необходимо за това състояние?
1.Neobhodimo места за разпознаване на ДНК увреждане (използвайки ендонуклеази);
2.Udalenie повредена област (чрез -glikozidaz ДНК);
3.Sintez нов фрагмент (ДНК - полимераза ремонтиран);
4.Soedinenie образуване на нови части от стария верига (DC -ligaza ензим).
Транскрипция е различен от репликацията. Когато напълно репликация репликира една от нишките на ДНК, и се транскрибира когато транскрипция
индивидуални гени. Следователно, всеки ген ДНК носи своята информация.
Процесът на образуване на иРНК на ДНК - праймер е възможно само да функционираща DC. Процесът на транскрипция - многоетапно. Преди откриването на феномена на снаждане (съзряване, сплайсинг) на иРНК е известно, че много еукариотни иРНК се синтезират в друг гигантски макромолекулни прекурсори (предварително - иРНК), която е вече в ядрото подлагат след транскрипцията protseosingu. Оказа се, че еукариотната ген има сложна мозайка структура. Той включва обекти, носещи информация, това кодиране - екзони и сайтове не носят информация, т.е. нищо кодиране - интрони. Следователно възниква понятието ekzonintronnoy структура (фиг. 2).
ензим ДНК - зависима РНК - полимераза катализира транскрипция на екзони, така и интрон за образуване на хетерогенна ядрена РНК (RNA RG) също като първичния транскрипт. Интрони с екзоните са транскрибирани; обаче повече интрони в сърцевината нарязани малък ядрен РНК (mja РНК), което води до образуването на функционираща иРНК. Процесът на ензимната за отстраняване на интрони от РНК - транскрипт и интеграция (връзка), съответстващи на ексони наречени - снаждане.
Последователността от нуклеотиди в молекулата на иРНК започва с GU двойки (5 'края) и завършва с двойка AH (3-Г - край). Това последовател-ност са обекти (места) на разпознаване за съединяване чрез припокриване ензими.
Ограничението (CEP) се редуцира до присъединяването 7 methylguanosine използване трифосфат връзка към 5 'края на тРНК, вярваме, че "NEP" участва в разпознаването на подходящо място в молекулата на иРНК и евентуално се предпази от молекула ензимна разграждането.
Полиаденилиране е последователно ензимно прикрепване на 100 до 200 остатъци на AMP към 3 'края на иРНК. Функцията на този процес е напълно изяснен, но те вярват, че този процес предпазва иРНК от хидролизата на клетъчни RNases.
Обработка, снаждане, ограничаване, полиаденилиране - процес синтез осигурява РНК молекули, които се състоят само от екзони.
Всички видове РНК (рРНК, тРНК, тРНК) са синтезирани по същия начин.
Следователно, за всеки РНК молекула присъства в организма може да се намери ДНК сегмент, към която е комплементарна. И все пак в синтеза на различни видове, има някои особености.
иРНК - синтезира е много по-голям от този, необходим за синтеза на протеини. Тъй като протеин съдържа имуноглобулинова тежка верига се кодира от нуклеотидни остатъци 1800851, от които пряко кодира протеин структура 1300 нуклеотидни остатъци.
тРНК - също синтезира както иРНК, но синтеза е от по-голям прекурсор. Този процес е обект по време на снаждане ИМОТИ Tii-цитоплазмен ензими.
рРНК - е на няколко вида. В прокариотна рРНК синтез на три минути дресинг 235, 16S. 5S. Те се формират от дълго прекурсор предварително - рРНК. Сред тях е и формирането на едно от подразделенията на рибозомата.
Така транскрипция - процес многоетапно, в които се синтезират всички видове РНК.
Биосинтеза на протеин (превод).
Генетична текст в превод се транслира в линейната последователност на аминокиселини на полипептидната верига на протеина.
Превод процес може да се разделя на две фази, които имат различна локализация в клетката: rekognitsiya (признаване аминокиселини) и действителната биосинтезата на протеини. Rekognitsiya се извършва в цитоплазмата и биосинтеза на протеин се извършва в рибозомите.
Rekognitsiya или признаване на аминокиселини. Същността на разпознаването на аминокиселина е да се комбинират аминокиселина с тРНК. Структурата на тРНК има потенциални "преводач" качества, както и в една молекула комбинира способността да '' чете "" нуклеотидна текстови (антикодон тРНК специфични двойки с тРНК кодон и извършване (на края на акцептор на) тяхната аминокиселина. Специални ензими предоставят признаване на тРНК неговите аминокиселини. Те ензими се наричат аминоацил - тРНК - синтетази (ARSazy) амино киселини по този начин трябва да бъде активиран, активирането е също извършва с помощта ARSaz този процес се извършва в два етапа:..
Рибозомите не са включени в протеиновия синтез лесно дисоциира в субединици. В клетка, рибозома, или са в свободно състояние или свързан към мембраната на ендоплазмения ретикулум. Свободното движение на рибозоми в различни части на клетката, или да ги съединение в различни места с мембраните на ендоплазмения ретикулум, очевидно, прави възможно до колона-гостоприемници протеини в клетката, където това е необходимо.
Биосинтезата на протеини е различно от другите видове матрица биосинтеза, репликация и транскрипция - две функции:
1) Не съществува съответствие между броя на цифрите (мономери) в матрица и реакционните продукти в иРНК 4 различна нуклеотидна на протеин от 20 различни аминокиселини;
2) Структура на рибонуклеотиди (матрица мономерни) и аминокиселини (продукт от мономери), така че между иРНК (матрица), и полипептидна верига протеин (продукт) не допълване.
Синтеза на протеини или транслация разделен на три фази: започване (начало), удължение (удължаване на полипептидната верига), прекратяване (завършване).
Сега е установено, че има специална започване комплекс (формил изпълнени тРНК и иРНК, свързани с няколко протеинови молекули GTP) за започване на синтеза на протеини. Взаимодействието между иРНК и антикодон кодони формил мет РНК. (Фиг.3)
Първоначално иницииране изпълнени формил РНК се свързва с голямата субединица на рибозомата в мястото на Р (пептидил център). На следващата амино киселина под формата на ALT РНК се свързва към сайт (аминоацил център) на. Рибозомите се дължат на взаимодействието на тРНК антикодон Ala и кодона на тРНК. В резултат на «NH2» тази аминокиселина е в близост до "СООН" група на първата аминокиселина от peptidotransferazy пептидна връзка, образувана в част А. Получената дипептид translocase прехвърлени от раздел А в точка Р, измествайки тРНК което отново може да реагира с друга амино киселина , изисква участието на GTP. Съгласно пептидната верига действие peptidtransferazy с п uchatska прехвърля в част А. рибозомно измества срещу частта А се превръща в нов иРНК кодон. На този рибозомна един цикъл е завършен. процес протеиновия синтез продължава толкова дълго, колкото част А не отговаря безсмислен кодон (UAG, UAA, UGA). В края на синтеза на протеини и на синтезирания пептид от сайта P се отделя от повърхността на рибозомата.
По-голямата част се синтезира протеин в клетката, а част от него преминава през екзоцитоза. Това изисква ATP енергия, така че недостигът на АТФ протеини са задържани в рамките на клетката. Особено активни протеини разпределени жлезисти клетки и чернодробните клетки. Какво се случва след това с синтезира протеин?
След разделяне от рибозомата след това се хидролизира чрез цитозолни рибонуклеази. Още по време на транслацията на протеин започва да се побере в триизмерната структура, която той най-накрая приема след отделянето на протеин синтезирани от рибозомите. В резултат на излъчване не винаги се образува функционално активен протеин. Много страдащи от SLE чайове posttranslyatsivnnye са необходими допълнителни промени. Например, инсулин се образува от прекурсора (проинсулин) в резултат на пептидната верига част разцепване под действието на специфични протеази. По същия начин, т.е. чрез частична протеолиза много проензими се активират.
Присъединяване протезна група за образуване на протеинов комплекс и асоцииране на протомери олигомерни протеини са също posttranslyatsionnm промени. Някои протеини след синтезата пептидната верига се пълни аминокиселинни остатъци са модифицирани, например превръщане на пролин и лизин в хидроксилизин и хидроксипролин в колаген опит metelirovanie аргинин и лизин в хистони, йодиране на тирозин трио глобулин. Някои протеини се подлагат на гликозилиране на свързване -nyaya олигозахаридни остатъци (образуването на гликопротеини). А след синтетичен модификация е фосфорилиране на някои тирозинови остатъци в молекулата на протеин и понастоящем се счита като един от специфичните етапи на формиране на онкопротеини със злокачественост нормалните клетки. Въпреки протеин биосинтеза, който е сложен процес, мулти-стъпка, но структурно - функционална връзка на различните етапи не са проучени.
Фиг.3 полипептидна верига удължение
