протеин синтез Етапи

Първо, определя последователността на етапи на биосинтеза на протеин, тъй като транскрипция. Цялата последователност на процеси, протичащи в синтеза на протеинови молекули, могат да бъдат групирани в два етапа:

Транскрипция.

Broadcast.

Структурните звена на генетична информация са гени - участъци от ДНК молекула, кодираща специфичен протеинов синтез. Според химичния организация на материала на наследственост и вариация на про- и еукариоти не е коренно различна. Генетичният материал в тях е представена в молекулата на ДНК, на общия принцип на запис е генетичната информация и генетичния код. Същите аминокиселини в про - и еукариоти, кодирани идентични кодони.

Genome модерен прокариотна клетка има относително малък размер, ДНК на E.coli, има формата на пръстен дълго, около 1 мм. Той съдържа 4 х 10 6 базови двойки, които са около 4000 гени. През 1961 G. F. Zhakob и J. Моно отвори цистрон или непрекъсната организация на гени от прокариоти, които се състоят изцяло от кодиращите нуклеотидни последователности, и се осъществява изцяло в синтеза на протеини. Наследствен материал прокариотни ДНК молекула е разположен директно в цитоплазмата на клетките, които също са необходими за експресия на гените тРНК и fermenty.Ekspressiya- функционален ген активност или генна експресия. Следователно, синтезира ДНК с тРНК може веднага да служи като матрица в процеса на транслация на протеин синтез.

Eukaryotic ген съдържа много повече на наследствен материал. При хора, общата дължина на ДНК в хромозомите диплоидни е около 174 cm. Тя съдържа 3 х 10 9 т.к. и съдържа до 100,000 гени. През 1977 г. той е бил открит от прекъсване в структурата на повечето еукариотни гени, наречен "мозайка" ген. Тя се характеризира с нуклеотидните последователности, кодиращи интрон и екзон обекта. За синтеза на протеини е само употребявани информация екзони. Брой на интрони варира в различни гени. Установено, че пилета овалбумин ген съдържа 7 интрони. и проколаген ген на бозайник - 50. Параметри тиха ДНК - интрони накрая изяснени. Смята се, че те осигуряват: 1) хроматина структурна организация; 2) някои очевидно са въвлечени в регулирането на генната експресия; 3) Информация интрони могат да бъдат считани резерв за променливост; 4) могат да играят защитна роля, като действието на мутагени.

транскрипция

Процесът на пренаписване на информацията, с част от молекулата на ДНК в клетка ядро ​​на молекула мРНК (иРНК) се нарича транскрипция (лат Transcriptio -. Пренаписвайки). Синтезиран иРНК gena- първичен продукт. Това е първата стъпка на синтеза на протеини. На подходящо място на полимераза на ДНК ензим РНК признава знака на началото на транскрипцията - promotr. Отправната точка е първият нуклеотид на ензим ДНК, която е включена в РНК транскрипта. Обикновено, кодиращите региони стартовия кодон август, понякога се използва в бактерии GUG. Когато РНК полимераза се свързва към промотор настъпва локално развиване на двойната спирала на ДНК и една от веригите се копира на базата на допълване. МРНК се синтезира, скоростта на неговото сглобяване достигне 50 нуклеотида в секунда. Тъй като движението на РНК полимераза. нарастващата верига иРНК, и когато ензимът достигне крайната част на репликацията - терминатор. иРНК се отклонява от матрицата. Двойноверижна ДНК зад ензим се възстановява.

Transkiptsiya прокариоти се извършват в цитоплазмата. Поради факта, че ДНК се състои изцяло от кодиращи нуклеотидни последователности, така синтезира иРНК веднага изпълнява функцията на шаблон за превод (вж. По-горе).

МРНК транскрипция в еукариоти се извършва в ядрото. Тя започва синтезата на големи молекули - прекурсори (про-иРНК), наречен незрели. или ядрено продукт RNK.Pervichny про-иРНК gena- е копие на транскрибирана ДНК регион съдържа ексони и интрони. Процесът на формиране на зрели РНК молекули на прекурсорите се нарича обработка. Узряване иРНК сплайсинг осъществява чрез - режещ ензимни сайтове на рестрикционен ензим на интрони и съединението с транскрибирани секвенции на екзони ензимни лигази. (. Фиг) Зрелият иРНК е значително по-къси молекули прекурсорни про -. ИРНК интрони в техните размери варират от 100 до 1000 нуклеотиди или повече. На интрони се падат около 80% от незрели иРНК.

Понастоящем се оказа възможността за алтернативен сплайсинг, в която един от първичния транскрипт може да бъде заличен в различните секции, и нуклеотидни последователности ще бъдат произведени по-зрели иРНК. Този тип на снаждане е типични имуноглобулинови гени в система на бозайник. което го прави възможно да се формира на базата на един единствен иРНК транскрипт от различни видове антитела.

След завършване на обработката на зрелия избор на иРНК преминава преди излизане от сърцевината. Установено е, че в цитоплазмата получава само 5% от зрели иРНК. а останалата част е разделена на ядрото.

превод

Предавания (лат Translatio -. Кутия изместване) - превода на информацията, съдържаща се в молекулата на иРНК на нуклеотидната последователност в последователността на полипептидна верига аминокиселина (Фигура 10). Тази втора фаза на синтеза на протеини. Прехвърляне на зрялата иРНК чрез мембрана порите ядрената произвеждат специфични протеини, които образуват комплекс с молекула РНК. В допълнение към транспорт на иРНК. Тези протеини защита на иРНК от увреждащото действие на цитоплазмени ензими. По време на транслация, централната роля принадлежи на тРНК, те осигуряват точно съвпадение аминокиселина код триплет иРНК. Translyatsii- процес на декодиране се осъществява в рибозомите и е в посока от 5 до 3. Комплекс на иРНК рибозоми и полизоми наречени.

По време на предаването могат да бъдат разграничени от трите фази: иницииране, удължаване и прекратяване.

Иницииране.

На този етап, сглобяването на целия комплекс. участва в синтеза на протеин молекула. Има асоциация на две субединици на рибозоми в определена част на тРНК. присъединила към първия аминоацил - тРНК, и това е зададено рамка за разчитане. Молекулата на всеки m-RNA част е. р-комплементарна малката субединица рибозомна РНК и по-специално контролира от него. До нея е иницииращия кодон началото август, която кодира амино киселинна инициаторна metionin.Faza завършва образуването на комплекса: рибозомата, -mRNK- започване аминоацил-тРНК.

- включва всички реакции от момента на образуването на първата пептидна връзка за свързване на последната аминокиселина. На рибозомата има две места за свързване на две молекули на m-RNA. В една порция-пептидил (п) е първият тРНК с метионин на амино киселина, и тя започва със синтеза на всеки протеин молекула. В ribosomy- аминоацил втора част (А) влиза втората молекула тРНК и се присъединява кодон му. Между метионин и втората аминокиселина на пептидната връзка, образувана. Втората тРНК се движи с кодон му в центъра на иРНК пептидилен. Преместването тРНК с полипептидната верига на центъра на аминоацил за насърчаване на пептидил придружени от рибозом иРНК при стъпка, съответстваща на един кодон. TRNATyr, която доведе метионин, се връща в цитоплазмата, amnoatsilny център освободен. Той идва нов тРНК с аминокиселина кодирана следващия кодон. Между се образува втора и трета аминокиселини пептидната връзка и третия кодон тРНК заедно с m-RNA се премества в центъра на пептидил .Protsess удължение, протеинова верига удължение. Тя трае толкова дълго, колкото рибозомата няма да получи една от трите кодони, които не кодират аминокиселини. Това кодон - терминатор и няма съвпадение на тРНК за него. така че нито едно от m-RNA не може да се проведе в центъра на аминоацил.

приключване

- завършване на синтеза на полипептид. Тя е свързана с признаването на специфичен протеин на рибозомите на прекратяване кодони (ИЗП, UAG, UGA), когато той влиза в центъра на аминоацил. Чрез рибозомата присъединява специално прекратяване фактор, който допринася за разделяне на субединиците на рибозомата и освобождаването на синтезирания протеин молекула. Последният пептид амино киселина се присъединява към водата и се отделя от карбоксилния край на тРНК.

Сглобяване пептидна верига се извършва при висока скорост. В бактерии при температура от 37 ° С, той се експресира в допълнение към полипептид от аминокиселини 12 до 17 секунди. В еукариотни клетки, полипептидът се добавя към две аминокиселини в една секунда.

след това се синтезира полипептидната верига се подава Golgi комплекс, където завършва изграждането на протеиновата молекула (като последователно втората, третата, четвъртата структура). Тук става въпрос комдлексообразуващи белтъчни молекули с мазнини и въглехидрати.

Целият процес на биосинтеза на протеин, представено чрез схемата: ДНК ® про мРНК мРНК ® ® ® полипептидна верига belok® комплексообразуващи протеини и тяхното превръщане в функционално активни молекули.

Изпълнение на Етапи наследствена информация също се процедира по подобен начин: първо се транскрибира в нуклеотидна последователност на иРНК и след това превърнат в аминокиселинната последователност на полипептида на рибозоми с тРНК.

Аранжиране еукариоти се извършва по три ядрени РНК полимерази. РНК полимераза 1 е в нуклеолата и е отговорен за транскрипцията на гените рРНК. РНК полимераза е 2 в ядрената сок и е отговорен за синтеза на прекурсор на иРНК. РНК полимераза -Малки 3 в сока ядрената фракция, която извършва синтезът на малки рРНК и тРНК. РНК полимераза специфично разпознават нуклеотидна последователност на промотора на транскрипция. Еукариотните иРНК първия синтезира като предшественик (про- иРНК), е писано от информация от екзони и интрони. Синтезиран иРНК има по-голяма, отколкото е необходимо за размер излъчване и е по-стабилен.

В процеса на зреене на иРНК молекули, използвайки рестрикционни ензими ензими са изрязани интрони и използващи ензими - лигази телбод екзони. Узряването на иРНК се нарича обработка, шев се нарича екзон снаждане. По този начин, зряла иРНК има само екзони и е значително по-кратък от своите предшественици - про иРНК. Размери интрони варират от 100 до 10 000 нуклеотиди, и др. На intonov представлява около 80% от незрели иРНК. Понастоящем се оказа възможността за алтернативен сплайсинг, в която един от първичния транскрипт може да бъде разположен в различни части на своята нуклеотидна последователност ще бъде генериран и по-зрели иРНК. Този тип на снаждане е типични имуноглобулинови гени в система на бозайник, което прави възможно да се образува от един иРНК транскрипт различни видове антитела. След завършване на обработката на зрелия избор на иРНК преминава, преди да влезе в цитоплазмата от ядрото. Установено е, че получава само 5% от развитата иРНК, а останалата част е разделена на ядрото. Превръщане на първични транскрипционни еукариотни гени, поради тяхната екзон-интрон организация, и във връзка с преминаването на зрелия иРНК от ядрото към цитоплазмата, определя характеристиките на генетична информация еукариоти. Следователно мозайка еукариотен ген не е ген цистрон, тъй като не цялата последователност на ДНК, използвани за синтеза на протеини.