Gyvenimas yra b altymų molekulių egzistavimo procesas. Taip tai išreiškia daugelis mokslininkų, įsitikinusių, kad b altymai yra visų gyvų dalykų pagrindas. Šie sprendimai yra visiškai teisingi, nes šios medžiagos ląstelėje atlieka daugiausiai pagrindinių funkcijų. Visi kiti organiniai junginiai atlieka energijos substratų vaidmenį, o energija vėl reikalinga b altymų molekulių sintezei.
Kūno gebėjimas sintetinti b altymus
Ne visi esami organizmai gali sintetinti b altymus ląstelėje. Virusai ir kai kurių tipų bakterijos negali sudaryti b altymų, todėl yra parazitai ir gauna reikiamas medžiagas iš ląstelės-šeimininkės. Kiti organizmai, įskaitant prokariotines ląsteles, gali sintetinti b altymus. Visos žmonių, gyvūnų, augalų, grybelių ląstelės, beveik visos bakterijos ir protistai gyvena iš b altymų biosintezės gebėjimo. Tai reikalinga struktūras formuojančioms, apsauginėms, receptorių, transportavimo ir kitoms funkcijoms įgyvendinti.
Scenos atsakymasb altymų biosintezė
B altymų struktūra kodonų pavidalu yra užkoduota nukleorūgštyje (DNR arba RNR). Tai yra paveldima informacija, kuri atkuriama kiekvieną kartą, kai ląstelei reikia naujos b altyminės medžiagos. Biosintezės pradžia – informacijos perdavimas branduoliui apie būtinybę susintetinti naują b altymą su jau duotomis savybėmis.
Reaguojant į tai, nukleorūgšties dalis yra despiralizuojama, kur užkoduota jos struktūra. Šią vietą dubliuoja pasiuntinio RNR ir perneša į ribosomas. Jie yra atsakingi už polipeptidinės grandinės sukūrimą, pagrįstą matrica – pasiuntinio RNR. Trumpai tariant, visi biosintezės etapai pateikiami taip:
- transkripcija (DNR segmento padvigubinimo su koduota b altymo struktūra stadija);
- apdorojimas (pranešėjo RNR susidarymas);
- vertimas (b altymų sintezė ląstelėje, pagrįsta pasiuntinio RNR);
- posttransliacinė modifikacija (polipeptido „brendimas“, jo trimatės struktūros formavimas).
Nukleino rūgščių transkripcija
Visą b altymų sintezę ląstelėje vykdo ribosomos, o informacija apie molekules yra nukleorūgštyje (RNR arba DNR). Jis yra genuose: kiekvienas genas yra specifinis b altymas. Genuose yra informacijos apie naujo b altymo aminorūgščių seką. DNR atveju genetinis kodas pašalinamas tokiu būdu:
- prasideda nukleorūgščių vietos išsiskyrimas iš histonų, atsiranda despiralizacija;
- DNR polimerazėpadvigubina DNR dalį, kurioje saugomas b altymo genas;
- dviguba sekcija yra pasiuntinio RNR pirmtakas, kurį fermentai apdoroja, kad pašalintų nekoduojančius intarpus (jos pagrindu atliekama mRNR sintezė).
Remiantis proinformacine RNR, sintezuojama mRNR. Tai jau yra matrica, po kurios b altymų sintezė ląstelėje vyksta ribosomose (šiurkščiame endoplazminiame tinkle).
Ribosomų b altymų sintezė
Pranešimo RNR turi du galus, kurie yra išdėstyti kaip 3`-5`. B altymų skaitymas ir sintezė ribosomose prasideda 5' gale ir tęsiasi iki introno, regiono, kuris nekoduoja jokios aminorūgšties. Tai vyksta taip:
- pasinešėjo RNR „stygos“susijungia ant ribosomos, prijungia pirmąją aminorūgštį;
- ribosoma pasislenka išilgai pasiuntinio RNR vienu kodonu;
- pernešimo RNR suteikia pageidaujamą (užkoduotą nurodyto mRNR kodono) alfa aminorūgštį;
- aminorūgštis prisijungia prie pradinės aminorūgšties ir sudaro dipeptidą;
- tada mRNR vėl pasislenka vienu kodonu, įvedama alfa aminorūgštis, kuri prisijungia prie augančios peptidinės grandinės.
Ribosomai pasiekus introną (nekoduojantį intarpą), pasiuntinio RNR tiesiog juda toliau. Tada, pasiuntinei RNR progresuojant, ribosoma vėl pasiekia egzoną – vietą, kurios nukleotidų seka atitinka tam tikrąaminorūgštis.
Nuo šio momento vėl prasideda b altymų monomerų įtraukimas į grandinę. Procesas tęsiasi tol, kol pasirodys kitas intronas arba iki stop kodono. Pastarasis sustabdo polipeptidinės grandinės sintezę, po kurios pirminė b altymo struktūra laikoma užbaigta ir prasideda postsintetinės (posttransliacinės) molekulės modifikacijos stadija.
Modifikacija po vertimo
Po vertimo lygaus endoplazminio tinklo cisternose vyksta b altymų sintezė. Pastarajame yra nedidelis skaičius ribosomų. Kai kuriose ląstelėse jų gali visiškai nebūti AEI. Tokios sritys reikalingos norint suformuoti pirmiausia antrinę, paskui tretinę arba, jei užprogramuota, ketvirtinę struktūrą.
Visa b altymų sintezė ląstelėje vyksta sunaudojant didžiulį ATP energijos kiekį. Todėl b altymų biosintezei palaikyti reikalingi visi kiti biologiniai procesai. Be to, dalis energijos reikalinga b altymams pernešti ląstelėje aktyviu transportavimu.
Daugelis b altymų yra perkeliami iš vienos ląstelės vietos į kitą modifikuoti. Visų pirma, potransliacinė b altymų sintezė vyksta Golgi komplekse, kur angliavandenių arba lipidų domenas yra prijungtas prie tam tikros struktūros polipeptido.
