Matrix bioszintézis - studopediya

Ez az egyik legérdekesebb probléma a molekuláris biológia, ahol sokan még mindig megfejtetlen ilyen mechanizmusokat. In vivo folyamatosan történik együtt a összeomlása a fehérjeszintézist. Lineáris atomok eljárás kimutatta, hogy a sejtek tartalmazza sokféle fehérjék és a szintézis sebessége különböző. eritrocita fehérjék során kicserélt 2-3 hónap, ugyanabban az időben, fehérjéket kicserélt nagyon gyorsan találtuk, hogy az alap-fehérjék idegszövet kicserélt 21 napon belül.

A fehérjék a sejtek a szervek és szövetek kölcsönhatásba lépnek a különböző komponenseket a sejtek, és ezért kell lennie egy olyan mechanizmus, amely biztosítja tévedhetetlen fehérjék szintézisében. Fontos anyagcsere-folyamatokat.

Azon betegségek között társulnak károsodott fehérjeszintézist nevezhetjük „albinizmus”. Mi történik:

1) jelentése a melanin pigment képződését folyamatot, ez a termék a melanociták, specializált sejtek, amelyek a bőr, kapilláris tüsző, a retina. Pigment termelés miatt megszűnik sérti a folyamat az átalakítás a fenilalanin a tirozin. Amikor albinism nem termelnek egy enzimet - tirozináz. Ez tovább segíti a melanin pigment.

Címkék: tejfehér bőr, szőke haj, világos írisz, retina depigmentizatsiya, csökkent látásélesség (emberek szenvednek, hanem élő)

2) A sarlósejtes vérszegénység miatt a cseréje egy aminosav Glu tengely és formáját ölti sarlós hemoglobin és nem tudja ellátni az alapvető funkcióját - O2 teherautók

Ahhoz, hogy a fehérje-bioszintézis folyamatot általában szükséges:

1) Az áramlás az anyag (amelyek aminosavak épülnek fehérjék), a kötelező jelenléte esszenciális aminosavak. Az áramlás legyen a mennyiségi és minőségi. Ha az étel nem elegendő mennyiségű esszenciális aminosavak fordulnak elő, a megfigyelt fehérje hiány. Ez vezet zavar a nitrogén egyensúly (negatívvá válik). Fontos, hogy fontolja meg az ételek elkészítését adagokat;

2) Az energia fluxus. Azt találtuk, hogy a szintézis a komplex anyagok a szervezetben áramlás a forrástól az energiafogyasztás - az energia az ATP, GTP és próbaidőt stb.;

3) Az információk szükséges arról, hogy a fehérje kell szintetizálni;

4) van szükség közvetlen résztvevői fehérjeszintézis - különböző típusú RNS, amely lehetővé teszi a sejt szintetizálni egy adott fehérjét. RNS - vektor információáramlást a DNS-től a helyszínen a protein szintézist.

Kezdjük egy általános mechanizmust a DNS-szintézis

1) Kornberg 1953-ban által javasolt enzimes környezet bezkletochnoy bevonásával DNS - polimeráz

A felfedezés 1960 egyidejűleg 2 laboratóriumokban US RNS polimeráz enzim, amely katalizálja a RNS szintézist szabad nukleotilov. Visszafejtése mechanizmusa megkönnyítette RNS szintézist.

A leginkább tanulmányozott RNS - polimeráz prokarióta az E. coli és az AU 487000 áll, az 5 alegységek.

RNS - polimeráz (a továbbiakban egy DNS - függő polimeráz), azt találtuk, hogy a DNS-molekula szükséges nem csak a polimerizációs reakcióhoz, hanem azt, hogy meghatározza azt a sorrendet ribonukleotidok az újonnan szintetizálódott RNS-molekula egy olyan nukleotid helyettesítő timizinovogo DNS az orotidin RNS. Általában, még akkor is az RNS-szintézis lehet az alábbi képlettel ábrázolható:

E. coli ez arra utal, hogy egyetlen DNS-függő RNS-- polimeráz, amely szintetizálja minden típusú celluláris RNS. Kevésbé vizsgált RNS - polimeráz eukariótákban. A állati sejt izolált RNS 3gruppy - polimerázok A, B, C, amelyek részt vesznek a szintézis a rendre, rRNS, tRNS-t és mRNS-t.

Matrix bioszintézis áll 3 szakaszból áll:

1. A bioszintézisét DNS - replikáció (DNS megkétszerezése mechanizmus), javítás (enzimatikus mechanizmusok érzékeli és korrigálja a DNS-károsodás)

2. Transzkripciós - egy DNS-bioszintézis (tRNS, rRNS, mRNS)

3. lépés: fehérjebioszintézist - Broadcast

A biokémiai értelemben replikációs folyamatok, hogy zajlik több lépcsőben. (1. ábra)

Az első szakasz - iniciációs - képződését bevonásával enzimek (DNS -helikaz DNS - giráz) replikációs villa, azaz ha van egy 2-láncú DNS, majd egy bizonyos ponton az egyik láncok kicsavarjuk és a tolt része pedig elkészült formájában antiparallel áramkör (ábra. 1).

Megkezdésekor DNS-szálak szekvenciális align DNS - kötő és a DNS - fehérje sodratlan, majd a DNS-komplexek - polimerázok és RNS-függő DNS-- polimeráz (primáz).

A második szakaszban. A folyamat a DNS-replikáció kitéve OD-neous mindkét láncon. Növekedési leányvállalata áramkörök irányban

5 '_____3'. Az első lépést úgy hajtjuk végre útján DNS - polimeráz 111

továbbá részt vesz a DNS - polimeráz 11 szintézise egyik áramkör nem folyamatosan, és a más fragmentumok (Okazaki fragmensek). A második elválasztási helyszínen befejeződött primerek kombinálásával egyedi DNS fragmentumok DNS - DNS-ligázok és a kialakulását egy kiegészítő áramkört.

Harmadik szakasz - megszüntetése a DNS-szintézis, akkor eredményeként a lánc terminációs kimerülése miatt a DNS-templát. Replikáció nagy pontossággal. Ha van egy hiba, akkor lehet korrigálni során reparatív folyamatokat.

1. ábra reakcióvázlat a fő szakaszában a DNS-replikáció (a T.T.Berezovu és B.F.Korovkinu)

Javítása DNS-t és RNS-t.

Számos exogén és endogén tényező vezethet különböző sérült -nap DNS a sejtben. A cellában van a DNS repair rendszer. Ez Fer-mentativnye mechanizmusok felderítésére és a károk.

Mire van szükség ennek az állapotnak?

1.Neobhodimo felismerési helyek a DNS-károsodás (használatával endonukleázok);

2.Udalenie károsodott terület (via -glikozidaz DNS);

3.Sintez új fragmens (DNS - polimeráz javított);

4.Soedinenie kialakulását új szakaszok a régi áramkör (DC -ligaza enzim).

Transcription eltér a replikációt. Amikor teljesen többszörözés egyik a DNS-szálak, és íródnak, amikor a transzkripciót
egyes gének. Ezért minden gén DNS hordozza információt.

A folyamat kialakulásának a mRNS a DNS - primer csak akkor lehetséges, hogy egy működő DC. A transzkripció folyamatát - többfázisú. Előtt a felfedezés a jelenség a splicing (érés, splicing) mRNS-t ismert, hogy számos eukarióta mRNS szintetizálódik egy másik óriás makromolekuláris prekurzorok (pre - mRNS), amely már a sejtmagban mennek keresztül poszt-transzkripciós protseosingu. Kiderült, hogy az eukarióta gén komplex mozaik szerkezetet. Ez magában foglalja a helyszínek információt hordozó, ez kódolás - exon és helyszínek nem hordoznak információt, azaz semmi kódolás - intron. Ezért merült fel a koncepció ekzonintronnoy szerkezet (ábra. 2).

Az enzim DNS - függő RNS - polimeráz katalizálja transzkripciójához egyaránt exonok és intront, hogy létrehozzák a heterogén nukleáris RNS (RNS RG) is nevezzük a primer transzkriptum. Intronok az exonokat átírt; Azonban több intront a mag vágott kis nukleáris RNS (MJA RNS), amely elvezet a kialakulását egy működő mRNS. Az enzimes eltávolításának folyamata intronok származó RNS - transzkriptum és integráció (kapcsolat) megfelelő exonokat nevezett - splicing.

A nukleotidok szekvenciája a mRNS molekula kezdődik GU pár (5 „vég) és a végén egy pár AH (3 '- vége). Ezek követő-ség azok a területek (települések) elismerő splicing enzimeket.

Korlátozó (CEP) csökken a csatlakozás 7 methylguanosine segítségével trifoszfát kötés az 5 „végén a mRNS, úgy vélik, hogy»NEP«részt vesz a elismerése egy megfelelő helyre a mRNS molekula és esetleg megvédje magát a molekula enzimes lebontása.

Poliadenilezésre szekvenciális enzimatikus kapcsolódási 100 és 200 maradékai AMP a 3 „végén a mRNS-t. A funkció ezt folyamat teljesen ismert, de úgy vélik, hogy ez a folyamat megvédi a mRNS a hidrolízisével celluláris RN-ázok.

Feldolgozás, splicing, capping, poliadenilációs - szintézis folyamat biztosítja RNS molekulák, amelyek kizárólag az alábbiak exonok.

Minden típusú RNS (rRNS, tRNS, mRNS) szintetizálunk hasonlóképpen.

Ezért, bármely RNS-molekula jelen van a szervezetben megtalálható DNS-szegmenst, amelyhez komplementer. Mégis, a szintézis a különböző típusú, vannak olyan jellemzők.

mRNS - szintetizált sokkal nagyobb, mint ami szükséges a fehérjeszintézist. Mivel fehérje tartalmaz egy immunglobulin nehéz lánc által kódolt nukleotid 1800851, amelyek közvetlenül kódolja a protein szerkezetét 1300 nukleotid.

tRNS - is szintetizáltunk például mRNS, de a szintézis egy nagyobb prekurzor. Erre a folyamatra során splicing ESTATE TII-citoplazmatikus enzimek.

rRNS - jelentése: különböző típusú. A prokarióta rRNS szintézisét három perces öntettel 235, 16S. 5S. Ezek vannak kialakítva egy hosszú prekurzor pre - rRNS. Köztük van a kialakulását egyik alegysége a riboszóma.

Így transzkripció - többlépcsős folyamat, amelyben mindenféle RNS szintetizálódik.

A bioszintézis fehérje (fordítás).

Genetikai szövegének fordítása van fordítva a lineáris szekvenciában az aminosavak a polipeptid-lánc a protein.

Fordítási folyamat lehet két szakaszra oszlik, amelyek különböző lokalizációs a sejtben: rekognitsiya (elismerése aminosavak) és a tényleges fehérje bioszintézise. Rekognitsiya zajlik a citoplazmában és a fehérje bioszintézise zajlik a riboszómák.

Rekognitsiya vagy elismerésének aminosavak. A lényege az aminosav felismerés az, hogy egyesíti aminosavnak a tRNS. A szerkezet a tRNS potenciálisan „tolmács” tulajdonságokat, mint egy molekula kombinált képes „” olvasni „” nukleotid szöveget (antikodon tRNS konkrét párok mRNS kodon és szállítására (a akceptor végén) az aminosav. Különleges enzimek nyújt elismerését tRNS aminosava. Ezek enzimek nevezzük aminoacil - tRNS - szintetáz (ARSazy) aminosavak így aktiválni kell, az aktiválás is elvégeztük ARSaz ez a folyamat megy végbe két szakaszban történik.:.

A riboszómák nem vesznek részt a fehérje szintézist könnyen disszociál alegységek. A sejt, riboszóma, vagy szabad állapotban vagy a membránhoz kötődik az endoplazmatikus retikulum. Szabad mozgása riboszómák különböző részein a cella vagy vegyület őket különböző helyeken a membránokat az endoplazmás retikulum, nyilván, lehetővé teszi, hogy col-gazdafehérjékkel a cellába, ahol szükség van rá.

A fehérjék bioszintézisére különbözik a többi típusú mátrix bioszintézis, replikáció és transzkripció - két jellemzői:

1) nincs összefüggés a számjegyek száma (monomerek) a mátrixban és a reakció termékek mRNS 4 különböző nukleotid, protein 20 különböző aminosavat;

2) szerkezete ribonukleotidok (mátrix monomer) és aminosavak (terméke monomerek), például, hogy az mRNS-t (mátrix), és a polipeptid-lánc fehérje (termék) nem komplementaritás.

Fehérje szintézis vagy transzláció három fázisra bontható: iniciációs (start), nyúlás (nyúlása a polipeptid-lánc), terminációs (befejezése).

Most megállapítjuk, hogy van egy speciális iniciációs komplex (formil találkozott tRNS-t és mRNS-társított különböző fehérjemolekulák GTP) a kezdete a protein szintézist. A kölcsönhatás a mRNS és a antikodon kodonok formil met RNS. (3. ábra)

Kezdetben a kiindulási Met formil RNS kötődik a nagy alegység a riboszóma a P helyén (peptidil Center). A következő aminosavat formájában ALT RNS kötődik az A helyén (amino-acil Center). A riboszómák közötti kölcsönhatás miatt a tRNS antikodon ala, és a kodon a mRNS. Ennek eredményeként a «NH2» ez az aminosav közel van a „COOH” csoport az első aminosav peptidkötéssel peptidotransferazy azon a részen alakul A. A kapott dipeptidet transzlokáz átment a szakasz szakasz P, kiszorítja tRNS amely ismét reagál egy másik aminosav , részvételét igényli GTP. Az akció peptidtransferazy peptid-lánc N uchatska át résztől Riboszóma eltolódott ellen A rész lesz az új mRNS kodon. Ennél a riboszóma egy ciklus befejeződik. Fehérje szintézis folyamat folytatódik mindaddig, amíg a hasznos rész nem illeszkedik egy értelmetlen kodon (UAG, UAA, UGA). A végén a fehérjeszintézist, és a szintetizált peptidet a helyén P elválasztjuk a felületi a riboszóma.

A legtöbb fehérje szintetizálódik a sejtben, és része megy át exocitózisban. Ez az ATP energia, így a hiány a ATP proteinek megmaradnak a sejten belül. Különösen aktív fehérjék kiosztott mirigyekben és a máj sejtek. Ami ezután történik a szintetizált fehérje?

Elválasztás után a riboszóma azután hidrolizáljuk citoszol ribonukleázok. Már a fehérjeszintézist kezd beilleszkedni a háromdimenziós szerkezet, amely végül elfogadta a szétválás után a szintetizált fehérje a riboszómák. Ennek eredményeként a műsorszolgáltatás nem mindig keletkezik egy funkcionálisan aktív fehérje. Sok SLE-teák posttranslyatsivnnye további módosítások szükségesek. Például, az inzulin van kialakítva a prekurzor (proinzulin) eredményeként a hasítási rész peptidlánc hatására specifikus proteázok. Hasonlóképpen, azaz részleges proteolízissel sok proenzimeket, aktiválódnak.

Csatlakozási prosztetikus csoport alkotnak egy protein komplex és társulását protomerek oligomer proteinek szintén posttranslyatsionnm változások. Egyes proteinek, miután a peptid lánc szintézise befejeződött, aminosavat módosítható, például átalakítása prolin és lizin hidroxilizin és hidroxiprolin kollagén-próbálkozás metelirovanie arginin és a lizin hisztonok, jódozás tirozin Trio globulin. Egyes fehérjék alávetni glikozilációs összekötő -nyaya oligoszacharid maradékok (a kialakulását glikoproteinek). A post-gén szintetikus módosítása foszforilációja bizonyos tirozin maradékok a fehérjemolekula, és tartják jelenleg egyik konkrét lépéseit alkotó onkoproteinek a rosszindulatú normális sejtek. Bár protein bioszintézis, amely összetett többlépcsős folyamat, de a szerkezeti - funkcionális kapcsolatot annak különböző szakaszaiban nem vizsgálták.

3. ábra polipeptid-lánchosszabbítási