Протеин биосинтеза - основа на биологичната знания
метаболизъм водеща роля на тялото принадлежи на протеини и нуклеинови киселини. Протеинови вещества съставляват основата на всички важни клетъчни структури, те са част от цитоплазмата. Протеини притежават изключително висока реактивност. Те са надарени с каталитични функции, т.е. са ензими, протеини, следователно определя посоката, скоростта и насърчаване на последователност, последователност на всички метаболитни реакции.
Водещата роля на протеини в живите явления, свързани с богатството и разнообразието на техните химически функции, с изключителна способност за различни трансформации и взаимодействия с други прости и сложни вещества, които са част от цитоплазмата.
Нуклеинови киселини, включени в основните клетки органи - ядрото и цитоплазмата, рибозоми, митохондрии и т.н. Нуклеинови киселини играят важна ключова роля в наследственост, вариабилност организъм в синтеза на протеини.
Една от задачите на съвременната биология и най-новите си секции - молекулярна биология, Bioorganic химически, физически и химически биология - е препис на механизми за синтез на протеин молекули, съдържащи стотици или дори хиляди аминокиселинни остатъци. механизъм синтез трябва да има точна система за кодиране, които автоматично програми включването на всеки аминокиселинен остатък в определено място на полипептидната верига. система за кодиране определя първичната структура и вторичната и третичната структура на протеин молекула, дефинирана физико-химични свойства и химическата структура на аминокиселините.
Първоначално представяне от който протеиновата синтеза може да катализира същите протеолитични ензими, които причиняват си хидролиза, но от обратимостта на химическата реакция, не е потвърдена. Установено е, че синтетични и катаболитни реакции протичат не само по различни начини, но в различни субклетъчни фракции. Това не беше потвърдено в същата хипотеза за предварителен синтеза на къси пептиди с последващото им съчетават в единична полипептидна верига. Той се оказа по-правилно предположение, че синтеза на протеини изисква източник на енергия, наличието на свободни аминокиселини и активира няколко типа нуклеинови киселини.
Съвременното разбиране на механизма на протеиновия синтез голям принос от съветските биохимици. По този начин, в лабораторията AE Braunstein за първи път е показан на АТР в връзките на синтез kvazipeptidnyh. VN Orekhovich още 50 години е доказано, че трансфер пептидил aminotsilnyh или NH2 групи, амино група може да се извърши не само с амид или пептид, но с естерна връзка. Този механизъм е в основата транспептидазната реакция на 50S рибозомната удължение стъпка на синтеза на протеини.
Много по-късно, се получава доказателства, че синтеза на протеин се извършва главно в цитоплазмата, решаваща роля играе нуклеиновата киселина, по-специално ДНК. След като беше установено, че ДНК е носител и пазител на генетичната информация, въпросът е бил повдигнат за това как тази генетична информация, съхранявана (криптирана) в химическата структура на ДНК, се трансформира в фенотипните характеристики и функционални свойства на живите организми, се предава по наследство. Сега е възможно да се даде еднозначен отговор на този въпрос: генетична информация, програми синтеза на специфични белтъци, които определят, от своя страна, спецификата на структурата и функцията на клетки, органи и на целия организъм. В природата, както е известно, има два вида биополимерни макромолекули, т.нар биополимерите uninformative и информативни биополимерите генетична информация, извършващи първична и вторична генетична, фенотипните информация по-точно.
Протеин биосинтеза, въпреки че пряко регулирани и рибонуклеинови киселини непряко свързан с контролния пакет на ядрената ДНК и РНК първо синтезирано в ядрото, а след това влиза в цитоплазмата, където служи като шаблон в протеиновия синтез. Полученият по-късно експерименталните данни потвърждават хипотезата, че основната функция на нуклеиновите киселини е не само за съхранение на генетична информация, но също така реализирането на тази информация от програмирания синтеза на специфични протеини.
Въпреки това, в тази последователност на ДНК - РНК - протеин липсва информация за това как да се постави декодиране на генетичната информация и синтеза на специфични протеини, които определят разнообразието от признаци на живи същества. Понастоящем изяснени основните процеси, чрез които прехвърлянето на генетична информация: те включват репликация, т.е. ДНК синтеза на ДНК матрица, транскрипция, т.е. превод и RNA молекула ДНК тип структура и транслация - процес, при който генетична информация се съдържа в молекулата на иРНК насочва синтеза на съответната аминокиселинна последователност на протеина. Много механизми тънък транскрипционни не са напълно изяснени.
Експериментално доказателство на ДНК в митохондриите. Не е хомоложна или комплементарна на ядрена ДНК. Предполага се, че митохондриални ДНК кодовете за синтеза на структурни протеини част се митохондриите.
Аминокиселинен код позволява кодиране на аминокиселини, включени в протеина от специфична последователност от нуклеотиди в ДНК и РНК. Той се характеризира със специфични свойства: триплет, специфичност, дегенерация, информация линейност запис гъвкавост и colinearity генен продукт.
За синтез на полипептидна верига изисква голям брой компоненти, смесени и координирано взаимодействие води до образуването на протеин.
Протеиновият синтез е цикличен летливи многоетапен процес, в който свободните аминокиселини се полимеризира в генетично детерминирана последователност за получаване на полипептиди. протеиновия синтез система, или по-точно предаване система, която използва генетична информация транскрибирана в тРНК за синтез на полипептидна верига с определена първична структура, включва около 200 вида макромолекули - протеини и нуклеинови киселини. Сред тях, около 100 на макромолекулите, включени в активирането на аминокиселини и ги прехвърля на рибозомите, повече от 60 на макромолекулите, които съставляват 70 или 80S рибозомите, 10S и около макромолекули, директно включени в системата за превод. С изотопен метод е установено, че протеиновата синтеза започва с N-края и С-крайни краища, т.е. процесът се извършва в посока на: NH2COOH.
Синтеза на протеини, или процес превод може да бъде условно разделя на две фази: активиране на аминокиселини и действителния процес на транслация.
Вторият етап на матрица синтеза на протеин, всъщност излъчва, протичащ в рибозомата, условно е разделен на три етапа: иницииране, удължаване и прекратяване.
В процеса на синтеза на протеини, рибозомата е прикрепена към 5'-края на мРНК и се движи в посока Z'-края. В този случай на 5'-края на тРНК се освобождава и може да се присъедини към новата рибозома, където растеж започва друга полипептидна верига. Като правило, много рибозоми едновременно, участващи в синтеза на протеини в същата иРНК, образуване на комплекс, който се нарича polyribosomes или полизоми.
Полипептидни вериги могат да претърпят структурни модификации, или докато все още свързан към рибозомите или след синтез е завършена. Тези структурни и структурни промени в полипептидните вериги се наричат пост-транслационни модификации. Те включват отстраняване на част от полипептидната верига, ковалентно прикрепване на един или повече лиганди малка молекула придобиване протеин нативна конформация.
Основното условие за наличието на всички живи организми е наличието на тънък, гъвкав, координирани функционира регулаторна система, в която всички елементи са тясно свързани един с друг. В синтеза на протеини, не само количествен и качествен състав на протеини, но също така синтеза на време е пряко свързано с много прояви на живот. По-специално, това зависи от микроорганизми адаптиране към условията на околната среда като хранителна среда или биологична необходимост от комплекс многоклетъчен организъм адаптация към физиологичните нужди при смяна на вътрешни и външни условия на.
Теорията на биосинтеза на протеин се нарича матрица теория. Тази теория се нарича матрица, така че нуклеинови киселини играят роля като матрици, които се записват цялата информация за последователността на аминокиселинни остатъци в молекулата на протеин.
Създаване на матричен протеин биосинтеза и декодиране теория на аминокиселинен код е основен научно постижение на XX век, най-важна стъпка за изясняване на молекулярен механизъм на наследственост.