Bet kurio organizmo ląstelė yra viena didelė cheminių medžiagų gamybos gamykla. Čia reakcijos vyksta lipidų, nukleorūgščių, angliavandenių ir, žinoma, b altymų biosintezėje. B altymai atlieka didžiulį vaidmenį ląstelės gyvenime, nes atlieka daugybę funkcijų: fermentinių, signalinių, struktūrinių, apsauginių ir kitų.
B altymų biosintezė: proceso aprašymas
B altymų molekulių konstravimas yra sudėtingas kelių etapų procesas, vykstantis veikiant daugybei fermentų ir esant tam tikroms struktūroms.
Bet kurio b altymo sintezė prasideda branduolyje. Informacija apie molekulės sandarą įrašoma į ląstelės DNR, iš kurios ji nuskaitoma. Beveik kiekvienas organizmo genas koduoja vieną unikalią b altymo molekulę.
Koks citoplazmos vaidmuo b altymų biosintezėje? Faktas yra tas, kad ląstelės citoplazma yra sudėtingų medžiagų monomerų, taip pat struktūrų, atsakingų už b altymų sintezės procesą, „baseinas“. Taip pat vidinė ląstelės aplinka turi pastovų rūgštingumą irjonų kiekis, kuris atlieka svarbų vaidmenį biocheminėse reakcijose.
B altymų biosintezė vyksta dviem etapais: transkripcija ir transliacija.
Transkripcija
Šis etapas prasideda ląstelės branduolyje. Čia pagrindinį vaidmenį atlieka tokios nukleorūgštys kaip DNR ir RNR (deoksi- ir ribonukleorūgštys). Eukariotuose transkripcijos vienetas yra transkriptas, o prokariotuose ši DNR struktūra vadinama operonu. Skirtumas tarp transkripcijos prokariotuose ir eukariotuose yra tas, kad operonas yra DNR molekulės dalis, koduojanti kelias b altymų molekules, kai transkriptas neša informaciją tik apie vieną b altymo geną.
Pagrindinė ląstelės užduotis transkripcijos stadijoje yra pasiuntinio RNR (mRNR) sintezė DNR šablone. Norėdami tai padaryti, į branduolį patenka toks fermentas kaip RNR polimerazė. Jis dalyvauja naujos mRNR molekulės, kuri papildo dezoksiribonukleino rūgšties vietą, sintezėje.
Kad transkripcijos reakcijos būtų sėkmingos, būtina turėti transkripcijos faktorių, kurie taip pat sutrumpintai vadinami TF-1, TF-2, TF-3. Šios sudėtingos b altymų struktūros yra susijusios su RNR polimerazės sujungimu su promotoriumi DNR molekulėje.
MRNR sintezė tęsiasi tol, kol polimerazė pasiekia galinę transkriptono sritį, kuri vadinama terminatoriumi.
Operatorius, kaip kita funkcinė transkriptono sritis, yra atsakinga už transkripcijos slopinimą arba, atvirkščiai, už RNR polimerazės darbo pagreitinimą. Atsakingas užtranskripcijos fermentų darbo reguliavimas, atitinkamai specialūs b altymai-inhibitoriai arba b altymai-aktyvatoriai.
transliacija
Sintetinus mRNR ląstelės branduolyje, ji patenka į citoplazmą. Norint atsakyti į klausimą apie citoplazmos vaidmenį b altymų biosintezėje, verta išsamiau išanalizuoti tolesnį nukleorūgšties molekulės likimą vertimo stadijoje.
Vertimas vyksta trimis etapais: inicijavimas, pailgėjimas ir užbaigimas.
Pirma, mRNR turi prisijungti prie ribosomų. Ribosomos yra mažos nemembraninės ląstelės struktūros, susidedančios iš dviejų subvienetų: mažo ir didelio. Pirmiausia ribonukleorūgštis prisijungia prie mažojo subvieneto, o tada didelis subvienetas uždaro visą transliacinį kompleksą, kad mRNR būtų ribosomos viduje. Tiesą sakant, tai yra inicijavimo etapo pabaiga.
Koks citoplazmos vaidmuo b altymų biosintezėje? Visų pirma, tai yra aminorūgščių – pagrindinių bet kurio b altymo monomerų – š altinis. Pailgėjimo stadijoje vyksta laipsniškas polipeptidinės grandinės kaupimasis, pradedant nuo starto kodono metionino, prie kurio prijungiamos likusios aminorūgštys. Šiuo atveju kodonas yra mRNR nukleotidų tripletas, koduojantis vieną aminorūgštį.
Šioje stadijoje prie darbo yra prijungta kito tipo ribonukleino rūgštis – pernešanti RNR arba tRNR. Jie yra atsakingi už aminorūgščių tiekimą į mRNR-ribosomų kompleksą, sudarydami aminoacilo-tRNR kompleksą. tRNR atpažinimas vyksta per komplementarumąšios molekulės antikodono sąveika su mRNR kodonu. Taigi aminorūgštis tiekiama į ribosomą ir prijungiama prie susintetintos polipeptidinės grandinės.
Vertimo procesas nutrūksta, kai mRNR pasiekia stop kodono dalis. Šie kodonai neša informaciją apie peptidų sintezės pabaigą, po kurios sunaikinamas ribosomos-RNR kompleksas, o naujojo b altymo pirminė struktūra patenka į citoplazmą tolimesnėms cheminėms transformacijoms.
Vertimo procese dalyvauja specialūs b altymų iniciacijos faktoriai IF ir pailgėjimo faktoriai EF. Jie yra įvairių tipų ir jų užduotis yra užtikrinti teisingą RNR ryšį su ribosomų subvienetais, taip pat pačios polipeptidinės grandinės sintezę pailgėjimo stadijoje.
Koks citoplazmos vaidmuo b altymų biosintezėje: trumpai apie pagrindinius biosintezės komponentus
Po to, kai mRNR palieka branduolį į ląstelės vidinę aplinką, molekulė turi sudaryti stabilų transliacinį kompleksą. Kokie citoplazmos komponentai turi būti vertimo etape?
1. Ribosomos.
2. Amino rūgštys.
3. tRNR.
Amino rūgštys – b altymų monomerai
B altymų grandinės sintezei, peptido molekulės struktūrinių komponentų – aminorūgščių – buvimas citoplazmoje. Šios mažos molekulinės masės medžiagos savo sudėtyje turi amino grupę NH2 ir rūgšties liekaną COOH. Kitas molekulės komponentas – radikalas – yra kiekvienos atskiros aminorūgšties požymis. Koks yra citoplazmos vaidmuob altymų biosintezė?
AA atsiranda tirpaluose cviterionų pavidalu, kurie yra tos pačios molekulės, kurios atiduoda arba priima vandenilio protonus. Taigi aminorūgščių amino grupė paverčiama NH3+, o karbonilo grupė - COO-.
Iš viso gamtoje yra 200 AA, iš kurių tik 20 sudaro b altymus. Tarp jų yra grupė nepakeičiamų aminorūgščių, kurios žmogaus organizme nesintetinamos ir patenka į ląstelę tik su suvartojamu maistu, bei nepakeičiamų aminorūgščių, kurias organizmas susiformuoja pats.
Visas AA koduoja koks nors kodonas, atitinkantis tris mRNR nukleotidus, o vieną aminorūgštį dažnai gali užkoduoti kelios tokios sekos vienu metu. Metionino kodonas pro- ir eukariotuose yra pradinis, nes jis pradeda peptidinės grandinės biosintezę. Stop kodonai apima UAA, UGA ir UAG nukleotidų sekas.
Kas yra ribosomos?
Kaip ribosomos yra atsakingos už b altymų biosintezę ląstelėje ir koks šių struktūrų vaidmuo? Visų pirma, tai yra ne membranos dariniai, susidedantys iš dviejų subvienetų: didelio ir mažo. Šių subvienetų funkcija yra išlaikyti tarp jų mRNR molekulę.
Ribosomose yra vietų, į kurias patenka mRNR kodonai. Iš viso du tokie trynukai gali tilpti tarp mažo ir didelio subvieneto.
Kelios ribosomos gali agreguotis į vieną didelę polisomą, dėl to padidėja peptidinės grandinės sintezės greitis, o produkciją galima gauti iš kartokelios b altymo kopijos. Štai citoplazmos vaidmuo b altymų biosintezėje.
RNR tipai
Ribonukleorūgštys atlieka svarbų vaidmenį visuose transkripcijos etapuose. Yra trys didelės RNR grupės: transportinė, ribosominė ir informacinė.
mRNR dalyvauja perduodant informaciją apie peptidinės grandinės sudėtį. tRNR yra tarpininkai pernešant aminorūgštis į ribosomas, o tai pasiekiama susidarant aminoacilo-tRNR kompleksui. Aminorūgščių prijungimas įvyksta tik papildomai sąveikaujant pernešančios RNR antikodonui su kodonu, esančiu RNR pasiuntinyje.
rRNR dalyvauja formuojant ribosomas. Jų sekos yra viena iš priežasčių, kodėl mRNR yra tarp mažų ir didelių subvienetų. Ribosominės RNR gaminamos branduoliuose.
B altymų reikšmė
B altymų biosintezė ir jos svarba ląstelei yra didžiulė: dauguma organizmo fermentų yra peptidinio pobūdžio, b altymų dėka medžiagos pernešamos per ląstelių membranas.
B altymai taip pat atlieka struktūrinę funkciją, kai yra raumenų, nervų ir kitų audinių dalis. Signalizacijos vaidmuo yra perduoti informaciją apie procesus, vykstančius, pavyzdžiui, kai šviesa patenka į tinklainę. Apsauginiai b altymai – imunoglobulinai – yra žmogaus imuninės sistemos pagrindas.
