Биосинтеза на протеина - фатална енергия

Всяка жива клетка е в състояние да синтезират протеини, и тази способност е един от тях най-важните и характерни свойства. Със специална енергия е биосинтезата на протеини по време на растеж и развитие на клетките. По това време, активно синтезирани протеини за изграждане на клетъчни органели, мембрана. Синтезиране ензим. Биосинтезата на протеини е интензивно и в много възрастни, т. Е. са завършили растежа и развитието на клетки, такива като клетки на храносмилателната жлеза, синтезиращи протеини, ензими (пепсин, трипсин), или в клетки на жлезите с вътрешна секреция, синтезиращи протеини, хормони (инсулин, тироксин). Способността да се синтезират протеини, присъщи не само увеличава или секреторни клетки: всяка клетка през целия непрекъснато синтезира протеини, тъй като по време на нормална дейност постепенно денатурирани протеинови молекули, структура и техните функции са нарушени. Такива молекули стават неизползваеми протеини се отстраняват от клетката. Вместо синтезира нов пълен молекула, в резултат на състава и дейността на клетките, които не са счупени. Капацитетът за синтеза на протеин е наследен от клетка в клетка и продължава през целия си живот.

Основната роля при определяне на ДНК принадлежи протеинова структура. Самите участва пряко в синтеза на ДНК не взема. ДНК, съдържаща се в ядрото на клетката и протеиновия синтез се провежда в рибозомите разположени в цитоплазмата. ДНК, съдържаща само и съхранява информация за структурата на протеини.

На дълги вериги на ДНК за един след друг запис на информация за състава на първичните структури на различни протеини. Сегментът на ДНК, съдържаща информация за структурата на протеин се нарича ген. ДНК молекулата е колекция от няколко стотин гени.

За да се разбере как структурата на ДНК определя структурата на протеина, ние представяме пример. Много хора знаят за морзовата азбука, с което предава сигнали и телеграми. Чрез морзовата азбука всички букви от азбуката са посочени комбинации на къси и дълги сигнали - точки и тирета. Буквата А е показана .--, В - -. и така нататък. д. Колекция от символи, наречени код или шифър. Морзовата азбука е пример. След получаване tickertape с точки и тирета на морзовата азбука знае лесно разчете написаното.

Макромолекула ДНК, състояща се от няколко хиляди последователни четири вида нуклеотиди е код, който идентифицира структурата на брой протеинови молекули. Точно както в морзов код за всяка буква съответства на специфична комбинация от точки и тирета, и ДНК код на всяка аминокиселина отговаря на определена комбинация от точки и тирета, и ДНК код на всяка аминокиселина отговаря на определена комбинация от последователно свързани нуклеотиди.

ДНК код разчетени почти напълно. РЕЗЮМЕ ДНК код е както следва. Всяка верига на аминокиселина, съответстваща на част от ДНК, състояща се от три съседни нуклеотиди. Например, част от T-T-T съответства на аминокиселината лизин, на сегмент А-В-А - D-цистеин А-А - и валин. .., и т.н. Да приемем, че нуклеотидите в ген, ще бъде последван в този ред:

Разрушаване на броя на групи от по три (триплет), веднага ще разчете това, амино киселини, и в какъв ред да следват в протеиновата молекула: A-D-A - цистеин; T-T-T - лизин; А-А-Д - левцин; D-AA - валин; YY-D - пролин. Морзовата азбука само два знака. За да се отнасят за всички писма, всички цифри и препинателни знаци трябва да се вземат някои от букви или цифри до 5 цифри. ДНК код по-лесно. Различни нуклеотиди 4. Броят на възможните комбинации от 4 елемента 3 е 64 различни аминокиселини всички 20. По този начин, различни триплети от нуклеотиди от достатъчно, за да кодират всички аминокиселини.

Транскрипция. За синтеза на протеини в рибозом програма синтез трябва да бъдат доставени, т.е.. Д. Информация за протеинова структура, записва и съхранява в ДНК. За синтеза на протеини в рибозомите са насочени копия на информацията. Това се извършва чрез РНК се синтезира ДНК и точно възпроизведе структурата. Последователност РНК нуклеотиди точно повтаря последователността в ген вериги. По този начин, информацията, съдържаща се в структурата на гена, тъй като тя съответства на РНК. Този процес се нарича транскрипция (на латински "транскрипцията." - пренаписване). произволен брой РНК копия може да бъде отстранен от всеки ген. Това РНК в рибозоми, носещи информация за състава на протеини, наречени информацията (иРНК).

За да се разбере как състава и последователността на нуклеотиди в режим на ген може да бъде "пренаписана" принцип РНК изземване допълване на, според който двойно конструирана ДНК молекула. Нуклеотида в една верига са отговорни за характера на другите вериги против нуклеотиди. Ако една верига е А, а след това на същото ниво, както и останалите по веригата на стойност T и G винаги срещу други комбинации от Ц. не съществува. принцип допълване прилага в синтеза на РНК.

Срещу всяка нуклеотидна на една от нишките на ДНК се издига комплементарна към него нуклеотид РНК (RNA вместо тимидилова нуклеотид (Т) присъства uridylic нуклеотид (U) Така, анти-Т ДНК означава С РНК срещу ДНК -. В РНК, анти-Т ДНК - а РНК верига води до образуването на РНК в състава и последователността на техните нуклеотиди е точно копие на структура и нуклеотидната последователност на един от ДНК веригите на месинджър РНК молекули, насочени към мястото, където се появява протеинова синтеза, т.е. рибозомите ..... Има също идва от цитоплазмата към потока на материала, от който е изграден на протеина, т.е.. Е. аминокиселини. В цитоплазмата на клетки, винаги са аминокиселини, в резултат на разцепване на протеини храна.

Трансфер РНК. Аминокиселините са в рибозомата не е сам и придружени от РНК трансфер (тРНК). ТРНК молекули са малки - те се състоят от само 70-80 нуклеотидни остатъци. Техният състав и последователност за някои m-RNA вече инсталирани напълно. Оказа се, че намерено 4-7 нуклеотидни остатъци взаимно допълващи се в редица места веригата на тРНК. Наличието на комплементарни последователности в молекулата води до факта, че тези части с достатъчно приближение залепени един към друг чрез водородно свързване между комплементарни нуклеотиди. Резултатът е сложна линия белег структура, наподобяваща форма на детелина. Към единия край на молекулата тРНК присъединява аминокиселина (D), и горна "детелина" е триплетни нуклеотиди (Е), който отговаря на кода на аминокиселина. Тъй като има не по-малко от 20 различни аминокиселини, след това, очевидно, има най-малко 20 различни тРНК: всяка аминокиселина - му тРНК.

матрица реакция синтез. В живите системи, се срещаме с нов тип реакции, като ДНК репликация, синтез на РНК или реакция. Такива реакции, известни в неорганичен характер. Те са наречени реакции на синтез матрица.

Терминът "матрица" е определен в тази форма на изкуството, използван да хвърли монети, медали, тип печат: затвърди метал, точно възпроизвежда всички предмети форма, служи за отливане. синтез Matrix прилича на гласове на матрицата, нови молекули са синтезирани в точно съответствие с плана, предвидена в структурата на съществуващите молекули. Принципът на матрица в основата на повечето важни клетки синтетични реакции като синтеза на нуклеинови киселини и протеини. В тези реакции, при условие точно, строго специфична последователност на мономерни единици в полимерите синтезирани. Тук идва Отвеждане посока на мономери в определено място клетки - на молекулите, които служат като матрица, където реакцията се провежда. Ако такива реакции възникват в резултат на случайни сблъсъци на молекули, те ще продължи безкрайно бавно. Синтез на сложни молекули на базата на принципа на матрицата се извършва бързо и точно.

Ролята на матрицата в реакциите на матрични играе макромолекули нуклеинова ДНК киселини или РНК. Мономерни молекули, които се синтезират полимерни - нуклеотиди или аминокиселини - в съответствие с принципа на допълване са разположени и фиксирани върху матрицата на определена, предварително определен ред. Тогава "омрежващи" мономерни единици в полимерната верига и крайния полимер се освобождава от матрицата. След тази матрица е готова за нов механизъм на полимерната молекула. Ясно е, че както и в тази форма може да произвежда само отливки на някои от една и съща монета, една буква, и на тази матрица молекула може да бъде "Билд" само на един полимер.

тип реакции Matrix - специфична характеристика на химията на живите системи. Те са на базата на основните характеристики на всички живи същества - способността му да възпроизведе собствения си вид.

Broadcast. Информация за структурата на протеина, и се записва под формата на РНК в нуклеотидна последователност, се прехвърля в допълнение към амино киселинна последователност в зараждащата полипептидна верига. Този процес се нарича превод. За да се разбере как се случва рибозоми излъчване, т. Е. Информация превод от езика на нуклеинови киселини в езика на протеин, погледнете на снимката. Рибозомите на фигурата са изобразени като яйца профилни тела unizyvayuschih РНК в левия край и началото на белтъчния синтез. Както сглобяването на протеиновите молекули на рибозомата пълзи по иРНК. Когато ход напред рибозомата 50-100 А, с една и съща цел-за и влиза втори рибозомата РНК, която, подобно на първия, започва синтез и се движи след първата рибозомата. След това върху иРНК рибозомата влиза в третия, четвъртия и т.н. Всички те изпълняват една и съща работа: .. Всяка синтезира същия протеин, програмирани за тази иРНК. Колкото надясно на рибозома за напредъка и РНК, толкова по-голяма дължина на протеиновите молекули са "събрани". Когато рибозомата достигне десния край на иРНК, синтезът е завършен. Рибозом образувани с протеин оставя иРНК. След това, те се различават: рибозом - всеки и РНК (тъй като е в състояние да синтезира всеки протеин, протеин зависи от естеството на матрицата), протеин молекула - в ендоплазмения ретикулум и се премества в тази част на клетки, които се нуждаят от този вид протеин. След кратко време на втората операция завършва рибозом, тогава Г. левия край трета и така нататък. И РНК влиза все повече и повече рибозоми и синтеза на протеини е непрекъснато. Броят на рибозоми, които отговарят едновременно на молекула на тРНК зависи от дължината на иРНК. По този начин, в молекулата на РНК и които програми синтеза на протеин хемоглобина и чиято дължина е приблизително 1500 А, се поставя пет рибозоми (диаметър рибозоми приблизително равна на 230 А). Група рибозоми се поставят едновременно върху същата РНК молекула и се наричат ​​polyribosomes.

Сега спирам на механизма на рибозомата работи. Рибозом по време на движение на иРНК в един момент е в контакт с малка молекула участва. Може размера на частта е само един триплет от нуклеотиди. движи с рибозоми, по протежение на иРНК не е гладка, но с прекъсвания, "кратки стъпки", троен тризнаци. На известно разстояние от мястото на контакт с рибозоми и пара-OBS е "сглобяване" протеин: тя се поставя и работи синтетаза ензимен протеин, създавайки полипептидна верига, т.е. образуване на пептидни връзки между аминокиселини ...

Самият механизъм на "сглобяване" на протеинови молекули в рибозомите по следния начин. Всяка рибозом е включена polyribosomes, т. Е. Чрез преместване и РНК, от непрекъснат поток от околната молекули са тРНК с "затвори" на тези аминокиселини. Те минават, докосване му код в края на място рибозомата контакт с иРНК, която в момента е в рибозомата. В противоположния край на тРНК (носещ амино киселина) се появява в същата точка в близост до "сглобяването" на протеина. Въпреки това, само ако триплет кодиране тРНК ще бъде комплементарна на триплет-РНК (понастоящем съдържа в рибозомата), аминокиселина доставени тРНК, попадат в протеиновата молекула и отделена от тРНК. След рибозомата прави "стъпка" напред-РНК от една тройка и безплатен тРНК се изхвърля от рибозомата към околната среда. Тук тя улавя нова молекула аминокиселини и носи в някой от работните рибозомата. Постепенно тон за триплет, и се движи по протежение на тРНК и рибозом отглеждане връзката с връзка - полипептидната верига. Така рибозомата - клетъчна органела, че е право нарича протеин синтеза "молекулно машина".

В лабораторията синтез изкуствен протеин изисква огромни усилия, време и пари. Жива клетка в синтеза на протеин молекула е завършена в рамките на 1-2 минути.

Ролята на ензими в протеин биосинтеза. Не трябва да забравяме, че никой стъпка в процеса на синтеза на протеини не излиза без участието на ензими. Всички протеиновия синтез реакция, катализирана от специфични ензими. Синтез на иРНК е ензим, който "тръпки по ДНК молекулата от началото на гена към своя край и оставя след себе си готови молекула РНК. Генът в този процес дава само програмата за синтез и процесът осигурява ензим. Не се появи без участието на ензими и амино съединение с m-RNA. Има специални ензими осигуряващи улавяне и аминокиселини със съединение с тРНК. Накрая, в рибозомата по време на протеин механизъм работи ензим, свързване между аминокиселина.

Енергия, биосинтеза на протеина. Друг много важен аспект на протеин биосинтеза е неговата мощност. Всеки синтетичен процес е ендотермична реакция и следователно изисква разход на енергия. Протеин биосинтеза верига синтетични реакции е: 1) синтез и РНК; 2) Съединението от амино с m-RNA; 3) "протеин монтаж." Всички тези реакции изискват разход на енергия. Енергията за протеинов синтез на АТФ се доставя реакция разцепване. Всеки биосинтеза връзка винаги свързан с упадъка на ATP.