Bármely szervezet sejtje egyetlen nagy vegyi anyagokat gyártó gyár. Itt lipidek, nukleinsavak, szénhidrátok és természetesen fehérjék bioszintézisében lejátszódnak reakciók. A fehérjék óriási szerepet játszanak a sejt életében, mivel számos funkciót látnak el: enzimatikus, jelző, strukturális, védő és egyebeket.
Fehérje bioszintézis: a folyamat leírása
A fehérjemolekulák felépítése összetett, többlépcsős folyamat, amely nagyszámú enzim hatására és bizonyos struktúrák jelenlétében megy végbe.
Bármely fehérje szintézise a sejtmagban kezdődik. A molekula szerkezetére vonatkozó információkat a sejt DNS-ében rögzítik, amelyből kiolvassák. Egy szervezetben szinte minden gén egy egyedi fehérjemolekulát kódol.
Mi a citoplazma szerepe a fehérjebioszintézisben? A tény az, hogy a sejt citoplazmája a komplex anyagok monomereinek „medencéje”, valamint a fehérjeszintézis folyamatáért felelős struktúrák. Valamint a sejt belső környezete állandó savasságú ésiontartalom, amely fontos szerepet játszik a biokémiai reakciókban.
A fehérje bioszintézise két szakaszban megy végbe: transzkripció és transzláció.
Átírás
Ez a szakasz a sejtmagban kezdődik. Itt a fő szerepet olyan nukleinsavak játsszák, mint a DNS és az RNS (dezoxi- és ribonukleinsavak). Az eukariótákban a transzkripció egysége a transzkripció, míg a prokariótákban a DNS-nek ezt a szerveződését operonnak nevezik. A különbség a prokarióták és az eukarióták transzkripciója között az, hogy az operon egy DNS-molekula olyan szakasza, amely több fehérjemolekulát kódol, amikor a transzkripció csak egy fehérjegénről hordoz információt.
A sejt fő feladata a transzkripció szakaszában a hírvivő RNS (mRNS) szintézise a DNS-templáton. Ehhez egy enzim, például az RNS-polimeráz belép a sejtmagba. Részt vesz egy új mRNS-molekula szintézisében, amely komplementer a dezoxiribonukleinsav hellyel.
A sikeres transzkripciós reakciókhoz transzkripciós faktorok jelenléte szükséges, amelyek rövidítése TF-1, TF-2, TF-3. Ezek az összetett fehérjestruktúrák részt vesznek az RNS-polimeráz és a DNS-molekula promoterének összekapcsolásában.
Az mRNS szintézise addig tart, amíg a polimeráz el nem éri a transzkripció végrégióját, amelyet terminátornak neveznek.
Az operátor, mint a transzkripció másik funkcionális területe, felelős a transzkripció gátlásáért, vagy fordítva, az RNS polimeráz munkájának felgyorsításáért. Felelős valamiérta transzkripciós enzimek működésének szabályozása speciális fehérjék-inhibitorok vagy fehérjék-aktivátorok, ill.
Adás
Miután az mRNS szintetizálódott a sejtmagban, bejut a citoplazmába. A citoplazma fehérjebioszintézisben betöltött szerepére vonatkozó kérdés megválaszolásához érdemes részletesebben elemezni a nukleinsavmolekula további sorsát a transzlációs szakaszban.
A fordítás három szakaszban történik: iniciáció, megnyúlás és befejezés.
Először is, az mRNS-nek riboszómákhoz kell kapcsolódnia. A riboszómák a sejt kis nem membrán szerkezetei, amelyek két alegységből állnak: kicsi és nagy. Először a ribonukleinsav kötődik a kis alegységhez, majd a nagy alegység lezárja a teljes transzlációs komplexet, így az mRNS a riboszómán belül van. Valójában ez a kezdeti szakasz vége.
Mi a citoplazma szerepe a fehérjebioszintézisben? Először is, ez az aminosavak forrása - bármely fehérje fő monomerje. A megnyúlás szakaszában a polipeptidlánc fokozatos felépítése megy végbe, kezdve a metionin startkodonnal, amelyhez a fennmaradó aminosavak kapcsolódnak. A kodon ebben az esetben egy mRNS-nukleotid hármas, amely egy aminosavat kódol.
Ebben a szakaszban egy másik típusú ribonukleinsav kapcsolódik a munkához – transzfer RNS vagy tRNS. Ők felelősek az aminosavak mRNS-riboszóma komplexhez való eljuttatásáért aminoacil-tRNS komplex kialakításával. A tRNS felismerése komplementeren keresztül történike molekula antikodonjának kölcsönhatásai az mRNS kodonjával. Így az aminosav a riboszómához kerül, és a szintetizált polipeptidlánchoz kapcsolódik.
A transzlációs folyamat akkor fejeződik be, amikor az mRNS eléri a stopkodon szakaszokat. Ezek a kodonok információt hordoznak a peptidszintézis végéről, amely után a riboszóma-RNS komplex elpusztul, és az új fehérje elsődleges szerkezete a citoplazmába kerül a további kémiai átalakulásokhoz.
Speciális IF fehérje iniciációs faktorok és EF elongációs faktorok vesznek részt a transzlációs folyamatban. Különböző típusúak, és feladatuk az RNS és a riboszóma alegységek megfelelő összekapcsolásának biztosítása, valamint magának a polipeptidláncnak a szintézisében az elongációs szakaszban.
Mi a citoplazma szerepe a fehérjebioszintézisben: röviden a bioszintézis fő összetevőiről
Miután az mRNS elhagyja a sejtmagot a sejt belső környezetébe, a molekulának stabil transzlációs komplexet kell alkotnia. A citoplazma mely összetevőinek kell jelen lenniük a transzláció szakaszában?
1. Riboszómák.
2. Aminosavak.
3. tRNS.
Aminosavak – fehérjemonomerek
A fehérjelánc szintéziséhez a peptidmolekula szerkezeti komponenseinek - aminosavak - citoplazmában való jelenléte. Ezek az alacsony molekulatömegű anyagok összetételükben NH2 aminocsoportot és COOH savmaradékot tartalmaznak. A molekula másik összetevője - a gyök - minden egyes aminosav ismertetőjele. Mi a szerepe a citoplazmának?fehérje bioszintézis?
Az AA oldatokban fordul elő ikerionok formájában, amelyek ugyanazok a molekulák, amelyek hidrogén-protonokat adnak vagy fogadnak be. Így az aminosavak aminocsoportja NH3+, a karbonilcsoport pedig COO-.
A természetben összesen 200 AA található, amelyek közül csak 20 fehérjeképző. Ezek között van egy olyan esszenciális aminosav csoport, amely nem szintetizálódik az emberi szervezetben, és csak a lenyelt táplálékkal kerül be a sejtbe, illetve olyan nem esszenciális aminosavak, amelyeket a szervezet magától alakít ki.
Minden AA-t kódol valamilyen kodon, amely három mRNS-nukleotidnak felel meg, és egy aminosavat gyakran több ilyen szekvencia is kódolhat egyszerre. A pro- és eukarióták metionin kodonja a kiinduló, mert elindítja a peptidlánc bioszintézisét. A stopkodonok közé tartoznak az UAA, UGA és UAG nukleotidszekvenciák.
Mik azok a riboszómák?
Hogyan felelősek a riboszómák a fehérjék bioszintéziséért a sejtben, és mi a szerepük ezeknek a struktúráknak? Először is, ezek nem membrános képződmények, amelyek két alegységből állnak: nagy és kicsi. Ezeknek az alegységeknek az a funkciója, hogy az mRNS-molekulát maguk között tartsák.
A riboszómákban vannak helyek, ahová az mRNS kodonok belépnek. Összesen két ilyen hármas fér el a kis és nagy alegység közé.
Több riboszóma aggregálódhat egyetlen nagy poliszómává, aminek köszönhetően a peptidlánc szintézisének sebessége megnő, és a kimenet azonnal elérhetőa fehérje több másolata. Itt van a citoplazma szerepe a fehérje bioszintézisében.
RNS-típusok
A ribonukleinsavak fontos szerepet játszanak a transzkripció minden szakaszában. Az RNS-nek három nagy csoportja van: transzport, riboszómális és információs.
mRNS-ek részt vesznek a peptidlánc összetételére vonatkozó információk továbbításában. A tRNS-ek mediátorok az aminosavak riboszómákba történő átvitelében, ami aminoacil-tRNS komplex kialakításával érhető el. Egy aminosav kötődése csak a transzfer RNS antikodonjának és a hírvivő RNS kodonjának komplementer kölcsönhatása esetén következik be.
rRNS részt vesz a riboszómák képződésében. Szekvenciáik az egyik oka annak, hogy az mRNS a kis és nagy alegységek között van. A riboszómális RNS-ek a sejtmagokban termelődnek.
A fehérjék jelentése
A fehérje bioszintézise és jelentősége a sejt számára kolosszális: a szervezet enzimeinek többsége peptid jellegű, a fehérjéknek köszönhetően az anyagok a sejtmembránokon keresztül jutnak el.
A fehérjék akkor is strukturális funkciót töltenek be, ha izom-, ideg- és egyéb szövetek részét képezik. A jelző szerepe az, hogy információt továbbítson a folyamatokról, például amikor fény esik a retinára. A védőfehérjék – az immunglobulinok – az emberi immunrendszer alapját képezik.
