La sintesi delle proteine è un processo molto importante. È lui che aiuta il nostro corpo a crescere e svilupparsi. Coinvolge molte strutture cellulari. Dopotutto, prima dobbiamo capire cosa sintetizzeremo esattamente.
Che tipo di proteina hai bisogno di costruire in questo momento - per questa risposta agli enzimi. Ricevono segnali dalle cellule sulla necessità di una proteina, e quindi inizia la sua sintesi.
In ogni cellula il posto base della biosintesi delle proteine -ribosoma. Questa è una grande macromolecola con una complessa struttura asimmetrica. Consiste di RNA (acidi ribonucleici) e proteine. I ribosomi possono essere localizzati singolarmente. Ma più spesso si combinano con EPS, che facilita la successiva selezione e trasporto delle proteine.
Perché il processo proceda è necessario che siano presenti tutti i componenti principali del sistema di sintesi proteica:
Ora esamineremo ciascuno di essi in modo più dettagliato e scopriremo come vengono create le proteine. Il meccanismo della biosintesi è molto interessante, tutte le componenti agiscono insolitamente bene.
Tutte le informazioni su quali proteine possonocostruisci il nostro corpo, è contenuto nel DNA. L'acido desossiribonucleico serve a immagazzinare informazioni genetiche. È imballato in modo sicuro nei cromosomi e si trova nel nucleo della cellula (nel caso degli eucarioti) oppure galleggia nel citoplasma (nei procarioti).
Dopo aver ricercato il DNA e averlo riconosciutoÈ diventato chiaro al ruolo genetico che non è una matrice diretta per la traduzione. Le osservazioni hanno portato all'assunzione che l'RNA è associato alla sintesi proteica. Gli scienziati hanno deciso che dovrebbe essere un intermediario, trasferire informazioni dal DNA ai ribosomi, fungere da matrice.
Allo stesso tempo, i ribosomi, i loro RNAè la parte travolgente dell'acido ribonucleico cellulare. Per verificare se si tratta di una matrice per la sintesi proteica, AN Belozersky e AS Spirin nel 1956-1957. condotto un'analisi comparativa della composizione degli acidi nucleici in un gran numero di microrganismi.
Si è ipotizzato che se l'idea di uno schema"DNA-rRNA-proteina" è corretta, quindi la composizione dell'RNA totale cambierà allo stesso modo del DNA. Ma nonostante le grandi differenze di acido desossiribonucleico in diverse specie, la composizione degli acidi ribonucleico totale era simile in tutti i batteri esaminati. Quindi, gli scienziati hanno concluso che il principale RNA cellulare (cioè ribosomiale) - questo non è un intermediario diretto tra il vettore di informazione genetica e proteine.
Successivamente è stato trovato che una piccola frazione di RNAripete la composizione del DNA e può fungere da intermediario. Nel 1956, E. Volkin e F. Astrachan studiarono la sintesi dell'RNA in batteri infetti dal batteriofago T2. Dopo essere caduta nella gabbia, passò alla sintesi delle proteine dei fagi. Allo stesso tempo, la maggior parte dell'RNA non è cambiata. Ma nella cellula, una piccola frazione dell'RNA metabolicamente instabile è stata sintetizzata, la sequenza nucleotidica in cui era simile a quella del DNA fagico.
Nel 1961 questa piccola frazione di ribonucleical'acido è stato sottratto dalla massa totale di RNA. La prova della sua funzione di mediatore è stata ottenuta da esperimenti. Dopo l'infezione delle cellule con fago T4, è stato formato un nuovo mRNA. E 'collegato con i vecchi ribosomi dell'ospite (nuovi ribosomi non vengono rilevati dopo l'infezione), che ha iniziato a sintetizzare le proteine dei fagi. Questo "RNA simile al DNA" era complementare a uno dei filamenti di DNA del fago.
Nel 1961, F. Jacob e Monod J. espresso l'idea che questo RNA trasporta informazioni da geni al ribosoma ed è un modello per la disposizione sequenziale di aminoacidi durante la sintesi proteica.
Trasferimento di informazioni al sito di sintesi proteical'mRNA è coinvolto Il processo di lettura delle informazioni dal DNA e la creazione di un RNA di matrice si chiama trascrizione. Dopo di ciò, l'RNA subisce una serie di modifiche aggiuntive, questo è chiamato "elaborazione". Nel corso di questo, alcune regioni possono essere tagliate dall'acido ribonucleico della matrice. Ulteriore mRNA va ai ribosomi.
Ci sono 20 aminoacidi in totale, alcuni di lorosono insostituibili, cioè il loro corpo non può sintetizzare. Se un acido nella gabbia non è sufficiente, può portare a un rallentamento della trasmissione o addirittura a un arresto completo del processo. La presenza di ciascun amminoacido in quantità sufficiente è il requisito principale per la corretta biosintesi della proteina.
Informazioni generali sugli scienziati degli amminoacidi ricevuti nel XIX secolo. Poi, nel 1820, furono isolati i primi due amminoacidi: glicina e leucina.
La sequenza di questi monomeri nella proteina (la cosiddetta struttura primaria) determina completamente i suoi prossimi livelli di organizzazione, e quindi le sue proprietà fisiche e chimiche.
Ma gli aminoacidi non possono costruirsi in una catena proteica. Al fine di portarli nel luogo principale della biosintesi delle proteine, è necessario trasportare l'RNA.
Ogni aa-tRNA sintetasi riconosce solo la propriaamminoacido e solo quel tRNA, a cui deve essere attaccato. Si scopre che questa famiglia di enzimi comprende 20 varietà di sintetasi. Resta solo da dire che gli aminoacidi si attaccano al tRNA, più precisamente, alla sua "coda" di accettore ossidrile. Ogni acido deve avere il proprio RNA di trasporto. Questo è seguito da aminoacil-tRNA sintetasi. Non solo confronta gli aminoacidi con il corretto trasporto, ma regola anche la reazione di formazione di un legame estere.
Dopo il successo della reazione, l'attaccamento del tRNA segue al sito di sintesi proteica. Questo conclude i processi preparatori e inizia la trasmissione. Considera le principali fasi della biosintesi delle proteine:
Come funziona la biosintesi delle proteine e il suoregolamento? Gli scienziati hanno cercato di scoprirlo per molto tempo. Numerose ipotesi sono state avanzate, ma più le attrezzature moderne sono diventate, meglio abbiamo iniziato a capire i principi della traduzione.
Ribosoma - il sito principale della biosintesi delle proteine -inizia a leggere l'mRNA dal punto in cui la sua parte inizia a codificare la catena polipeptidica. Questo punto si trova a una certa distanza dall'origine dell'RNA della matrice. Il ribosoma deve conoscere il punto sull'mRNA da cui inizia la lettura e connettersi ad esso.
L'iniziazione è un complesso di eventifornire l'inizio della trasmissione. Coinvolge le proteine (fattori di iniziazione), il tRNA dell'iniziatore e uno speciale codone dell'iniziatore. In questa fase, la piccola subunità del ribosoma si lega alle proteine di iniziazione. Non le permettono di entrare in contatto con la grande subunità. Ma permettono di connettersi con l'initiator tRNA e GTP.
Quindi questo complesso "si siede" sull'mRNA, precisamente in quel sito, che è riconosciuto da uno dei fattori di iniziazione. Gli errori non possono essere fatti, e il ribosoma inizia il suo viaggio lungo l'RNA matrice, leggendo i suoi codoni.
Una volta che il complesso raggiunge il codone iniziante (AUG), la subunità cessa di muoversi e, con l'aiuto di altri fattori proteici, si lega alla grande subunità del ribosoma.
La lettura dell'mRNA comporta la sintesi sequenziale della catena proteica da parte del polipeptide. Va aggiunto aggiungendo un residuo di amminoacidi dopo l'altro alla molecola in costruzione.
Ogni nuovo residuo di amminoacido viene aggiunto all'estremità carbossilica del peptide, il C-terminale sta crescendo.
Quando il ribosoma raggiunge il codone di terminazionematrice RNA, la sintesi della catena polipeptidica cessa. In sua presenza, l'organello non può assumere alcun tRNA. Invece, entrano in gioco i fattori di risoluzione. Rilasciano la proteina pronta dal ribosoma interrotto.
Dopo la fine della traduzione, il ribosoma può discendere dall'mRNA, o continuare a scorrere lungo di esso, non a tradurre.
Incontrare il ribosoma con un nuovo codone iniziatore (sulla stessa catena durante la continuazione del movimento o su un nuovo mRNA) porterà a una nuova iniziazione.
Dopo che la molecola finita lascia il sito principale della biosintesi delle proteine, viene etichettata e inviata alla destinazione. Quali funzioni eseguirà dipende dalla sua struttura.
A seconda delle loro esigenze, la cella controllerà indipendentemente la trasmissione. La regolazione della biosintesi delle proteine è una funzione molto importante. Può essere implementato in diversi modi.
Se la cella non ha bisogno di qualche tipo di connessione, si fermerà la biosintesi di RNA - proteina biosintesi cessa anche a verificarsi. Dopo tutto, senza la matrice, l'intero processo non inizierà. E il vecchio mRNA decade velocemente.
Esiste un'altra regolazione della biosintesi delle proteine: la cellula crea enzimi che interferiscono con il decorso della fase di iniziazione. Interferiscono con la traduzione, anche se è disponibile la matrice per la lettura.
Il secondo metodo è necessario nel caso in cuila sintesi delle proteine deve essere disattivata in questo momento. Il primo metodo presuppone la continuazione della traduzione lenta per qualche tempo dopo la conclusione della sintesi dell'mRNA.
La cella è un sistema molto complesso in cuitutto è basato sull'equilibrio e il lavoro preciso di ogni molecola. È importante conoscere i principi di ogni processo che ha luogo nella cellula. Quindi possiamo capire meglio cosa sta succedendo nei tessuti e nel corpo nel suo complesso.
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