Protein biyosentezi: kısa ve net. Canlı bir hücrede protein biyosentezi. Hücrede protein sentezi - tanımı, sürecin işlevleri Sentezin gerçekleştiği yer

Tüm canlı hücrelerde proteinler ribozomlar tarafından sentezlenir. . Ribozom, ribonükleik asitlerden (ribozomal RNA) ve proteinlerden oluşan karmaşık asimetrik dördüncül yapıya sahip büyük bir makromoleküldür. Protein sentezlemek için ribozomun aşağıdakilerle donatılmış olması gerekir:

1. Bir proteinin polipeptit zincirindeki amino asit kalıntılarının değişim sırasını belirten bir program.

2. Proteinin oluşturulacağı amino asit malzemesi.

3. Enerji.

Ribozomun kendisi, peptit bağlarının oluşumundan ve buna bağlı olarak amino asit kalıntılarının bir proteinin polipeptit zincirine polimerizasyonundan sorumlu olan katalitik (enzimatik) bir fonksiyona sahiptir.

Bir proteinin polipeptit zincirindeki amino asit kalıntılarının değişim sırasını belirleyen program, deoksiribonükleik asitten (DNA), yani hücre genomundan gelir. Çift sarmallı DNA'nın gen adı verilen ayrı bölümleri, sentez için şablonlardır. üzerlerinde tek sarmallı RNA zincirleri bulunur. Sentezlenen RNA iplikçikleri, DNA iplikçiklerinden birine tamamlayıcıdır ve dolayısıyla diğer DNA iplikçiğinin deoksiribonükleotit sekansını kendi ribonükleotit sekansında tam olarak yeniden üretir. RNA polimeraz enzimi tarafından gerçekleştirilen bu tür gen kopyalama işlemine transkripsiyon denir. Sentez sırasında ve sonrasında, özellikle ökaryotik hücrelerde, RNA, işleme adı verilen bir dizi ek değişikliğe uğrayabilir; bu sırada nükleotid dizisinin belirli parçaları ondan kesilebilir. Ortaya çıkan RNA daha sonra sentezlenen proteindeki amino asit dizisini belirleyen bir program olarak ribozomlara girer. Buna haberci veya haberci RNA (mRNA) denir. Dolayısıyla DNA'dan ribozomlara bilgi akışını sağlayan gen transkripsiyonu ve mRNA'nın oluşumudur.

Proteinlerin oluşturulduğu başlangıç ​​malzemesi amino asitlerdir. Bununla birlikte, serbest amino asitler ribozom tarafından kullanılmaz. Ribozom için bir substrat görevi görmesi için, amino asidin ATP'nin eşleşmiş bölünmesiyle aktive edilmesi ve transfer veya transfer RNA adı verilen özel bir RNA molekülü tarafından kabul edilmesi (kovalent olarak bağlanması) gerekir. (tRNA), aminoasil-tRNA- sentezi enzimini kullanır. Ortaya çıkan aminoasil-tRNA, protein sentezi için bir substrat olarak ribozoma girer. Ayrıca amino asit kalıntısı ile tRNA arasındaki kimyasal bağın enerjisi, ribozomda peptit bağının oluşması için kullanılır. Böylece amino asitlerin aktivasyonu ve aminoasil-tRNA'nın oluşumu, ribozomal protein sentezi için hem malzeme hem de enerji akışını sağlar.

Bu üç akım (bilgi, madde ve enerji) ribozomda buluşur. Bunları algılayan ribozom, genetik bilgiyi mRNA'nın nükleotid dizisinin dilinden proteinin sentezlenen polipeptit zincirinin amino asit dizisinin diline çevirir veya tercüme eder. Bunu moleküler terimlerle hayal edersek, ribozom mRNA zincirini sırayla tarar (onun boyunca hareket eder) ve ayrıca ortamdan aminoasil-tRNA'yı sırayla seçer, bunun sonucunda aminoasil-tRNA'nın aminoasil kalıntısının özgüllüğü seçilir. ribozom her seferinde mRNA'nın ribozom parçası tarafından halihazırda okunan nükleotid kombinasyonunun özgüllüğü ile belirlenir. Böylece genetik kod sorunu ortaya çıkıyor: Hangi nükleotid kombinasyonları, protein moleküllerinin oluşturulduğu 20 amino asidin her birini belirliyor, yani kodluyor?

Ribozomun mRNA zinciri boyunca hareketi (veya başka bir deyişle mRNA zincirinin ribozomdan geçişi), kodlama sırasına uygun olarak farklı aminoasil-tRNA'ların ribozoma girişi için katı bir zamansal düzen belirler. mRNA boyunca nükleotid kombinasyonları. Seçilen aminoasil-tRNA'nın aminoasil kalıntısı her seferinde ribozom tarafından büyüyen polipeptit zincirine kovalent olarak bağlanır. Açillenmiş tRNA ribozomdan çözeltiye salınır. Bir proteinin polipeptit zinciri bu şekilde sırayla, adım adım oluşturulur (bkz. Şema 1).

Vücutta meydana gelen süreçleri incelemek için hücresel düzeyde neler olduğunu bilmeniz gerekir. Ve orada en önemli rol protein bileşikleri tarafından oynanır. Sadece işlevlerini değil aynı zamanda yaratılış sürecini de incelemek gerekir. Bu nedenle kısa ve net bir şekilde açıklamak önemlidir. 9. sınıf bunun için en uygunudur. Bu aşamada öğrenciler konuyu anlayacak yeterli bilgiye sahip olurlar.

Proteinler - bunlar nedir ve ne içindir?

Bu yüksek moleküllü bileşikler herhangi bir organizmanın yaşamında büyük bir rol oynar. Proteinler polimerdir, yani pek çok benzer “parçadan” oluşmuşlardır. Sayıları birkaç yüzden binlerce arasında değişebilir.

Proteinler hücrede birçok işlevi yerine getirir. Rolleri daha yüksek organizasyon seviyelerinde de büyüktür: dokular ve organlar büyük ölçüde çeşitli proteinlerin düzgün işleyişine bağlıdır.

Örneğin tüm hormonlar protein kökenlidir. Ancak vücuttaki tüm süreçleri kontrol eden bu maddelerdir.

Hemoglobin de bir proteindir; merkezde bir demir atomu ile bağlanan dört zincirden oluşur. Bu yapı kırmızı kan hücrelerinin oksijen taşımasını sağlar.

Tüm zarların protein içerdiğini hatırlayalım. Maddelerin hücre zarından taşınması için gereklidirler.

Protein moleküllerinin açık ve sorgusuz sualsiz gerçekleştirdikleri daha birçok işlevi vardır. Bu şaşırtıcı bileşikler yalnızca hücredeki rolleri açısından değil aynı zamanda yapı bakımından da çok çeşitlidir.

Sentez nerede gerçekleşir?

Ribozom, protein biyosentezi adı verilen sürecin çoğunun gerçekleştiği organeldir. Farklı okullardaki 9. sınıfın biyoloji eğitimi müfredatı farklılık göstermektedir, ancak birçok öğretmen çeviriyi incelemeden önce organellerle ilgili materyalleri önceden vermektedir.

Bu nedenle öğrencilerin işlenen materyali hatırlamaları ve pekiştirmeleri zor olmayacaktır. Bir organelde aynı anda yalnızca bir polipeptit zincirinin oluşturulabileceğini bilmelisiniz. Bu da hücrenin tüm ihtiyaçlarını karşılamaya yetmez. Bu nedenle çok sayıda ribozom vardır ve çoğu zaman endoplazmik retikulum ile birleşirler.

Bu EPS'ye kaba denir. Böyle bir "işbirliğinin" faydası açıktır: Protein sentezden hemen sonra taşıma kanalına girer ve varış noktasına gecikmeden gönderilebilir.

Ancak en başlangıcı, yani DNA'dan gelen bilgilerin okunmasını dikkate alırsak, canlı bir hücrede protein biyosentezinin çekirdekte başladığını söyleyebiliriz. Genetik kodun sentezlendiği yer burasıdır.

Gerekli malzemeler - amino asitler, sentez yeri - ribozom

Protein biyosentezinin nasıl gerçekleştiğini kısaca ve net bir şekilde açıklamak zor gibi görünüyor; bir süreç şeması ve çok sayıda çizim gerekli. Tüm bilgilerin aktarılmasına yardımcı olacak ve öğrencilerin bunları hatırlaması da daha kolay olacaktır.

Her şeyden önce sentez, "yapı malzemeleri" - amino asitler gerektirir. Bazıları vücut tarafından üretilir. Diğerleri ise yalnızca yiyeceklerden elde edilebilir; bunlara temel denir.

Toplam amino asit sayısı yirmidir, ancak uzun bir zincirde düzenlenebilecekleri çok sayıda seçenek nedeniyle protein molekülleri çok çeşitlidir. Bu asitler yapı olarak benzerdir ancak radikalleri farklıdır.

Ortaya çıkan zincirin hangi yapıya "katlanacağını", diğer zincirlerle dördüncül bir yapı oluşturup oluşturmayacağını ve ortaya çıkan makromolekülün hangi özelliklere sahip olacağını her amino asidin bu kısımlarının özellikleri belirler.

Protein biyosentezi süreci yalnızca sitoplazmada gerçekleşemez; bir ribozom gerektirir. büyük ve küçük olmak üzere iki alt birimden oluşur. Dinlenme halinde ayrılırlar, ancak sentez başlar başlamaz hemen bağlanıp çalışmaya başlarlar.

Böyle farklı ve önemli ribonükleik asitler

Bir amino asidin ribozoma getirilmesi için taşıma RNA adı verilen özel bir RNA'ya ihtiyaç vardır. Kısaltma olarak t-RNA denir. Bu tek zincirli, yonca yaprağı şeklindeki molekül, bir amino asidi serbest ucuna bağlayarak onu protein sentezi bölgesine taşıyabilmektedir.

Protein sentezinde görev alan diğer bir RNA'ya haberci RNA denir. Sentezin eşit derecede önemli bir bileşenini içerir - ortaya çıkan protein zincirine hangi amino asidin ne zaman ekleneceğini açıkça belirten bir kod.

Bu molekül tek sarmallı bir yapıya sahiptir ve tıpkı DNA gibi nükleotidlerden oluşur. Bu nükleik asitlerin birincil yapılarında, RNA ve DNA karşılaştırma makalesinde okuyabileceğiniz bazı farklılıklar vardır.

M-RNA proteininin bileşimi hakkında bilgi, genetik kodun ana koruyucusu olan DNA'dan alınır. M-RNA'nın okunması ve sentezlenmesi işlemine transkripsiyon denir.

Ortaya çıkan m-RNA'nın ribozoma gönderildiği çekirdekte meydana gelir. DNA'nın kendisi çekirdeği terk etmez; görevi yalnızca genetik kodu korumak ve bölünme sırasında onu yavru hücreye aktarmaktır.

Yayının ana katılımcılarının özet tablosu

Protein biyosentezini kısaca ve net bir şekilde anlatabilmek için bir tabloya ihtiyaç vardır. İçinde çeviri adı verilen bu süreçteki tüm bileşenleri ve rollerini yazacağız.

Bir protein zinciri oluşturma süreci üç aşamaya ayrılmıştır. Her birine daha ayrıntılı olarak bakalım. Bundan sonra protein biyosentezini isteyen herkese kısa ve net bir şekilde rahatlıkla anlatabilirsiniz.

Başlatma - sürecin başlangıcı

Bu, ribozomun küçük alt biriminin ilk tRNA'ya bağlandığı çevirinin ilk aşamasıdır. Bu ribonükleik asit, metiyonin amino asidini taşır. Başlangıç ​​kodonu, protein zincirindeki bu ilk monomeri kodlayan AUG olduğundan çeviri her zaman bu amino asitle başlar.

Ribozomun başlangıç ​​kodonunu tanıması ve AUG dizisinin de görülebileceği genin ortasından senteze başlamaması için başlangıç ​​kodonunun etrafına özel bir nükleotid dizisi yerleştirilir. Ribozom, küçük alt biriminin oturması gereken yeri bunlar aracılığıyla tanır.

M-RNA ile kompleks oluştuktan sonra başlangıç ​​aşaması sona erer. Ve yayının ana sahnesi başlıyor.

Uzama - sentezin ortası

Bu aşamada protein zincirinde kademeli bir artış meydana gelir. Uzamanın süresi proteindeki amino asitlerin sayısına bağlıdır.

Öncelikle ribozomun büyük alt birimi küçük olana bağlanır. Ve başlangıçtaki t-RNA tamamen onun içinde bitiyor. Dışarıda sadece metiyonin kalır. Daha sonra başka bir amino asidi taşıyan ikinci bir t-RNA büyük alt birime girer.

Eğer mRNA'daki ikinci kodon, yonca yaprağının tepesindeki antikodonla eşleşirse, ikinci amino asit, bir peptid bağı yoluyla birinciye bağlanır.

Bundan sonra ribozom, m-RNA boyunca tam olarak üç nükleotid (bir kodon) boyunca hareket eder, ilk t-RNA, metiyonini kendisinden ayırır ve kompleksten ayrılır. Onun yerine, ucunda halihazırda iki amino asidin asılı olduğu ikinci bir t-RNA bulunur.

Daha sonra üçüncü bir tRNA büyük alt birime girer ve süreç tekrarlanır. Ribozom, mRNA'da çevirinin sonunu işaret eden bir kodonla karşılaşıncaya kadar devam edecektir.

Sonlandırma

Bu aşama son aşamadır ve bazıları bunu oldukça acımasız bulabilir. Polipeptit zincirini oluşturmak için uyumlu bir şekilde çalışan tüm moleküller ve organeller, ribozomun terminal kodona çarpmasıyla durur.

Herhangi bir amino asidi kodlamaz, dolayısıyla büyük alt birime hangi tRNA girerse girsin, uyumsuzluk nedeniyle hepsi reddedilecektir. Bitmiş proteini ribozomdan ayıran sonlandırma faktörlerinin devreye girdiği yer burasıdır.

Organelin kendisi ya iki alt birime parçalanabilir ya da yeni bir başlangıç ​​kodonu arayışı içinde m-RNA boyunca yolculuğuna devam edebilir. Bir m-RNA aynı anda birden fazla ribozom içerebilir. Her biri kendi çeviri aşamasındadır. Yeni oluşturulan protein, herkesin amacını anlayacağı işaretleyicilerle donatılmıştır. Ve EPS'ye göre ihtiyaç duyulan yere gönderilecektir.

Protein biyosentezinin rolünü anlamak için hangi işlevleri gerçekleştirebileceğini incelemek gerekir. Zincirdeki amino asitlerin sırasına bağlıdır. İkincil, üçüncül ve bazen dördüncül (varsa) ve hücredeki rolünü belirleyen onların özellikleridir. Bu konuyla ilgili bir makalede protein moleküllerinin işlevleri hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.

Yayın hakkında daha fazla bilgi nasıl edinilir?

Bu makalede canlı bir hücrede protein biyosentezi anlatılmaktadır. Elbette konuyu biraz daha incelerseniz süreci detaylı bir şekilde anlatmak sayfalarca zaman alacaktır. Ancak genel bir fikir vermek için yukarıdaki materyal yeterli olacaktır. Bilim adamlarının yayının tüm aşamalarını simüle ettiği video materyalleri, anlaşılması açısından çok faydalı olabilir. Bazıları Rusçaya çevrildi ve öğrenciler için mükemmel bir ders kitabı veya sadece eğitici bir video olarak hizmet edebilir.

Konuyu daha iyi anlamak için benzer konulardaki diğer makaleleri okumalısınız. Örneğin proteinlerin işlevleri hakkında veya hakkında.

Protein biyosentezi ve genetik kod

Tanım 1

Protein biyosentezi– Bir hücrede protein sentezinin enzimatik süreci. Hücrenin üç yapısal elemanını içerir - çekirdek, sitoplazma, ribozomlar.

Hücre çekirdeğinde, DNA molekülleri, içinde sentezlenen tüm proteinler hakkındaki bilgileri dört harfli bir kod kullanılarak şifrelenmiş olarak depolar.

Tanım 2

Genetik Kod bir protein molekülündeki amino asitlerin dizisini belirleyen, bir DNA molekülündeki nükleotid dizisidir.

Genetik kodun özellikleri aşağıdaki gibidir:

Genetik kod üçlüdür, yani her amino asidin kendi üçlü kodu vardır ( kodon), üç bitişik nükleotidden oluşur.

örnek 1

Sistein amino asidi üçlü A-C-A, valin ise üçlü C-A-A tarafından kodlanır.

Kod örtüşmez, yani nükleotid iki komşu üçlünün parçası olamaz.

Kod dejeneredir, yani bir amino asit birkaç üçlü tarafından kodlanabilir.

Örnek 2

Amino asit tirozin iki üçlü tarafından kodlanır.

Kodda virgül (ayırıcı işaretler) yoktur, bilgiler nükleotit üçlüsü halinde okunur.

Tanım 3

Gen – belirli bir nükleotid dizisi ile karakterize edilen ve bir polipeptit zincirinin sentezini belirleyen bir DNA molekülünün bir bölümü.

Kod evrenseldir, yani bakterilerden insanlara kadar tüm canlı organizmalar için aynıdır. Tüm organizmalar aynı üçlü tarafından kodlanan aynı 20 amino asite sahiptir.

Protein biyosentezinin aşamaları: transkripsiyon ve çeviri

Herhangi bir protein molekülünün yapısı, sentezinde doğrudan yer almayan DNA'da kodlanır. Yalnızca RNA sentezi için bir şablon görevi görür.

Protein biyosentezi süreci, öncelikle sitoplazmada bulunan ribozomlarda meydana gelir. Bu, genetik bilginin DNA'dan protein sentezi bölgesine aktarılması için bir aracıya ihtiyaç duyulduğu anlamına gelir. Bu fonksiyon mRNA tarafından gerçekleştirilir.

Tanım 4

Bir mRNA molekülünün, tamamlayıcılık ilkesine dayalı olarak bir DNA molekülünün bir ipliği üzerinde sentezlenmesi işlemine denir. transkripsiyon veya yeniden yazma.

Transkripsiyon hücre çekirdeğinde gerçekleşir.

Transkripsiyon işlemi aynı anda tüm DNA molekülü üzerinde değil, yalnızca belirli bir gene karşılık gelen küçük bir bölümünde gerçekleştirilir. Bu durumda, DNA çift sarmalının bir kısmı çözülür ve zincirlerden birinin kısa bir kısmı açığa çıkar - artık mRNA sentezi için bir şablon görevi görecektir.

Daha sonra RNA polimeraz enzimi bu zincir boyunca hareket ederek nükleotidleri uzayan bir mRNA zincirine bağlar.

Not 2

Transkripsiyon, aynı kromozom üzerindeki birkaç gende ve farklı kromozomlar üzerindeki genlerde aynı anda meydana gelebilir.

Ortaya çıkan mRNA, şablondaki nükleotid dizisinin tam bir kopyası olan bir nükleotid dizisi içerir.

Not 3

DNA molekülü azotlu baz sitozin içeriyorsa, mRNA guanin içerir ve bunun tersi de geçerlidir. DNA'daki tamamlayıcı çift adenin - timindir ve RNA, timin yerine urasil içerir.

Özel genler üzerinde diğer iki RNA türü de sentezlenir - tRNA ve rRNA.

DNA şablonu üzerindeki tüm RNA türlerinin sentezinin başlangıcı ve bitişi, sentezin başlangıcını (başlatılmasını) ve durdurulmasını (terminalini) kontrol eden özel üçlülerle kesin olarak sabitlenir. Genler arasında “ayırıcı işaretler” görevi görürler.

TRNA'nın amino asitlerle kombinasyonu sitoplazmada meydana gelir. tRNA molekülü yonca yaprağına benzer şekildedir. antikodon– bu tRNA'nın taşıdığı amino asidi kodlayan bir nükleotid üçlüsü.

TRNA sayısı kadar amino asit türü vardır.

Not 4

Birçok amino asit birkaç üçlü tarafından kodlanabildiğinden, tRNA'ların sayısı 20'den fazladır (yaklaşık 60 tRNA bilinmektedir).

TRNA'nın amino asitlerle bağlantısı enzimlerin katılımıyla gerçekleşir. tRNA molekülleri amino asitleri ribozomlara taşır.

Tanım 5

Yayın mRNA'da bir nükleotid dizisi olarak kaydedilen bir proteinin yapısı hakkındaki bilginin, sentezlenen protein molekülündeki bir amino asit dizisi olarak uygulandığı bir süreçtir.

Bu işlem ribozomlarda gerçekleşir.

İlk olarak mRNA ribozoma bağlanır. Proteini sentezleyen ilk ribozom mRNA'ya "dizilmiştir". Ribozom, mRNA'nın serbest kalan ucuna doğru ilerledikçe, üzerine yeni bir ribozom "dizilir". Bir mRNA, aynı proteini sentezleyen 80'den fazla ribozomu aynı anda içerebilir. Bir mRNA'ya bağlı böyle bir ribozom grubuna denir. poliribozom, veya polizom. Sentezlenen proteinin tipini ribozom değil, mRNA'da kayıtlı olan bilgi belirler. Aynı ribozom farklı proteinleri sentezleme yeteneğine sahiptir. Protein sentezi tamamlandıktan sonra ribozom mRNA'dan ayrılır ve protein endoplazmik retikuluma girer.

Her ribozom, küçük ve büyük olmak üzere iki alt birimden oluşur. MRNA molekülü küçük alt birime bağlanır. Ribozom ve iRNA arasındaki temas bölgesinde 6 nükleotid (2 üçlü) vardır. Bunlardan birine sitoplazmadan farklı amino asitlere sahip tRNA'lar sürekli olarak yaklaşır ve mRNA kodonunun antikodonuna dokunur. Kodon ve antikodon üçlülerinin tamamlayıcı olduğu ortaya çıkarsa, proteinin halihazırda sentezlenmiş kısmının amino asidi ile tRNA tarafından iletilen amino asit arasında bir peptit bağı oluşur. Amino asitlerin bir protein molekülüne kombinasyonu, sentetaz enziminin katılımıyla gerçekleştirilir. TRNA molekülü amino asitten vazgeçerek sitoplazmaya doğru hareket eder ve ribozom bir üçlü nükleotidi hareket ettirir. Polipeptit zinciri bu şekilde sırayla sentezlenir. Bütün bunlar, ribozom üç durdurma kodonundan birine ulaşana kadar devam eder: UAA, UAG veya UGA. Bundan sonra protein sentezi durur.

Not 5

Böylece mRNA kodonlarının sırası, amino asitlerin protein zincirine dahil edilme sırasını belirler. Sentezlenen proteinler endoplazmik retikulumun kanallarına girer. Hücredeki bir protein molekülü 1-2 dakikada sentezlenir.

Vücudun en önemli işlevleri - metabolizma, büyüme, gelişme, kalıtımın aktarılması, hareket vb. - proteinler, nükleik asitler ve diğer biyolojik olarak aktif maddeler içeren birçok kimyasal reaksiyonun sonucu olarak gerçekleştirilir. Aynı zamanda hücrelerde sürekli olarak çeşitli bileşikler sentezlenir: yapı proteinleri, enzim proteinleri, hormonlar. Metabolizma sırasında bu maddeler aşınıp yok olur ve yerlerine yenileri oluşur. Proteinler yaşamın maddi temelini oluşturduğundan ve tüm metabolik reaksiyonları hızlandırdığından, hücrenin ve bir bütün olarak organizmanın hayati aktivitesi, hücrelerin belirli proteinleri sentezleme yeteneği ile belirlenir. Birincil yapıları, DNA molekülündeki genetik kod tarafından önceden belirlenir.

Protein molekülleri onlarca ve yüzlerce amino asitten (daha doğrusu amino asit kalıntılarından) oluşur. Örneğin bir hemoglobin molekülünde bunlardan yaklaşık 600 adet bulunur ve dört polipeptit zincirine dağılmışlardır; ribonükleaz molekülünde bu tür 124 amino asit vb. vardır.

Bir proteinin birincil yapısının belirlenmesinde ana rol moleküllere aittir. DNA. Farklı bölümleri, farklı proteinlerin sentezini kodlar; bu nedenle, bir DNA molekülü, birçok ayrı proteinin sentezinde rol oynar. Proteinlerin özellikleri polipeptit zincirindeki amino asitlerin sırasına bağlıdır. Buna karşılık, amino asitlerin değişimi DNA'daki nükleotid dizisi tarafından belirlenir ve her amino asit belirli bir üçlüye karşılık gelir. Örneğin, bir AAC üçlüsüne sahip bir DNA bölümünün amino asit lösine, bir ACC üçlüsünün triptofana, bir ACA üçlüsünün sisteine ​​vb. karşılık geldiği deneysel olarak kanıtlanmıştır. DNA molekülünü üçe bölerek protein molekülünde hangi amino asitlerin ve hangi sırayla yer alacağını tahmin edebilirsiniz. Bir dizi üçlü, genlerin maddi temelini oluşturur ve her gen, belirli bir proteinin yapısı hakkında bilgi içerir (bir gen, kalıtımın temel biyolojik birimidir; kimyasal olarak bir gen, birkaç yüz nükleotid çifti içeren bir DNA bölümüdür). .

Genetik Kod -İçlerindeki nükleotid dizisinin, protein moleküllerindeki amino asit dizisi hakkında bilgi taşıdığı, DNA ve RNA moleküllerinin tarihsel olarak kurulmuş organizasyonu. Kod özellikleri:üçlü (kodon), örtüşmeyen (kodonlar birbirini takip eder), özgüllük (bir kodon, bir polipeptit zincirinde yalnızca bir amino asidi belirleyebilir), evrensellik (tüm canlı organizmalarda aynı kodon, aynı amino asidin polipeptit zincirine dahil edilmesini belirler). polipeptit), artıklık (çoğu amino asit için birkaç kodon vardır). Amino asitler hakkında bilgi taşımayan üçlüler, sentezin başlangıç ​​yerini gösteren durdurma üçlüleridir. i-RNA.(V.B. Zakharov. Biyoloji. Referans materyalleri. M., 1997)

DNA hücre çekirdeğinde yer aldığından ve protein sentezi sitoplazmada gerçekleştiğinden, DNA'dan ribozomlara bilgi aktaran bir aracı vardır. RNA, tamamlayıcılık ilkesine göre, DNA'dakine tam olarak uygun olarak nükleotid dizisinin yeniden yazıldığı böyle bir aracı görevi görür. Bu süreç denir transkripsiyonlar ve bir matris sentezi reaksiyonu olarak ilerler. Yalnızca canlı yapıların karakteristiğidir ve canlıların en önemli özelliği olan kendi kendine üremenin temelini oluşturur. Protein biyosentezinden önce, bir DNA zincirinde mRNA'nın şablon sentezi gelir. Ortaya çıkan mRNA, hücre çekirdeğini, üzerine ribozomların dizildiği sitoplazmaya bırakır ve amino asitler, RNA yardımıyla buraya iletilir.

Protein sentezi, DNA, mRNA, tRNA, ribozomlar, ATP ve çeşitli enzimleri içeren karmaşık, çok adımlı bir işlemdir. Öncelikle sitoplazmadaki amino asitler enzimler tarafından aktive edilerek tRNA'ya (CCA nükleotidinin bulunduğu bölgeye) bağlanır. Bir sonraki aşamada amino asitler, DNA'daki nükleotidlerin değişiminin mRNA'ya aktarıldığı sıraya göre birleştirilir. Bu aşama denir yayın. Bir mRNA zincirinde bir ribozom değil, bir grup ribozom vardır - böyle bir komplekse polisom denir (N.E. Kovalev, L.D. Shevchuk, O.I. Shchurenko. Tıp enstitülerinin hazırlık bölümleri için biyoloji).

Şema Protein biyosentezi

Protein sentezi iki aşamadan oluşur: transkripsiyon ve translasyon.

I. Transkripsiyon (yeniden yazma) - DNA molekülleri üzerindeki kromozomlarda şablon sentezi ilkesine göre gerçekleştirilen RNA moleküllerinin biyosentezi. Enzimlerin yardımıyla, DNA molekülünün (genler) ilgili bölümlerinde her türlü RNA (mRNA, rRNA, tRNA) sentezlenir. Protein biyosentezinde 20 amino asit yer aldığından 20 çeşit tRNA sentezlenir. Daha sonra mRNA ve tRNA sitoplazmaya salınır, rRNA da sitoplazmaya çıkan ribozomal alt birimlere entegre edilir.

II. Çeviri (transfer), ribozomlarda gerçekleştirilen proteinlerin polipeptit zincirlerinin sentezidir. Aşağıdaki olaylar eşlik eder:

1. MRNA ve iki ribozomal alt birimden oluşan ribozomun fonksiyonel merkezinin oluşumu - FCR. FCR'de her zaman iki aktif merkez oluşturan mRNA'nın iki üçlüsü (altı nükleotid) vardır: A (amino asit) - amino asidi tanıyan merkez ve P (peptit) - amino asidi peptit zincirine bağlayan merkez .

2. tRNA'ya bağlı amino asitlerin sitoplazmadan FCR'ye taşınması. Aktif merkez A'da, tRNA'nın antikodonu mRNA'nın kodonu ile okunur; tamamlayıcılık durumunda, ribozomal mRNA boyunca bir üçlü ilerleme (atlama) için bir sinyal görevi gören bir bağ oluşur. Bunun sonucunda “rRNA kodonu ve amino asitli tRNA” kompleksi, amino asidin peptid zincirine (protein molekülü) eklendiği P'nin aktif merkezine doğru hareket eder. Daha sonra tRNA ribozomdan ayrılır.

3. Peptit zinciri, çeviri bitene ve ribozom mRNA'dan atlayana kadar uzar. Bir mRNA aynı anda birden fazla ribozom (polizom) içerebilir. Polipeptit zinciri endoplazmik retikulum kanalına daldırılır ve burada ikincil, üçüncül veya dördüncül bir yapı kazanır. 200-300 amino asitten oluşan bir protein molekülünün toplanma hızı 1-2 dakikadır. Protein biyosentezi formülü: DNA (transkripsiyon) --> RNA (translasyon) --> protein.

Bir döngüyü tamamlayan polisomlar, yeni protein moleküllerinin sentezinde yer alabilir.

Ribozomdan ayrılan protein molekülü, biyolojik olarak aktif olmayan bir iplik formundadır. Molekül ikincil, üçüncül ve dördüncül bir yapı, yani mekansal olarak belirli bir konfigürasyon kazandıktan sonra biyolojik olarak işlevsel hale gelir. Protein molekülünün ikincil ve sonraki yapıları, amino asitlerin değişiminde, yani proteinin birincil yapısında yer alan bilgilerde önceden belirlenir. Başka bir deyişle, bir globülün oluşum programı, onun benzersiz konfigürasyonu, molekülün birincil yapısı tarafından belirlenir ve molekül, karşılık gelen genin kontrolü altında inşa edilir.

Protein sentezinin hızı birçok faktör tarafından belirlenir: ortamın sıcaklığı, hidrojen iyonlarının konsantrasyonu, sentezin son ürününün miktarı, serbest amino asitlerin varlığı, magnezyum iyonları, ribozomların durumu vb.

Resim 9 “Protein Biyosentezi” sunumundan“Protein biyosentezi” konulu biyoloji dersleri için

Boyutlar: 960 x 720 piksel, format: jpg. Biyoloji dersine ait ücretsiz bir resim indirmek için görsele sağ tıklayın ve “Resmi farklı kaydet…” seçeneğine tıklayın. Derste resimleri görüntülemek için ayrıca tüm resimlerle birlikte “Protein Biyosentezi.pptx” sunumunun tamamını zip arşivinde ücretsiz olarak indirebilirsiniz. Arşiv boyutu 1719 KB'dir.

Protein biyosentezi

“Proteinlerin işlevleri” - Dış ortamdan sinyaller bu şekilde alınır ve bilgi hücreye iletilir. 1 g protein nihai ürünlere parçalandığında 17,6 kJ açığa çıkar. Renatürasyon nedir? Özetleyelim: 9. Katalitik. Denatürasyondan sonra protein yapısının eski haline getirilmesi sürecine renatürasyon denir. Pimenov A.V. Proteinler hücredeki enerji kaynaklarından biridir.

“Protein maddesi” - Örneğin: kollajen. Biyoloji öğretmeni: Boldyreva L. A. Proteinlerin oluşturulduğu bilinen 20 amino asit vardır. . Örnek: haşlanmış yumurta. Amino asit organik bir maddedir. Çözünmeyen proteinler fibrillerdir. Gıda proteinleri. . Koruyucu proteinler. Protein yapısı. Vücut tarafından hareket için kullanılır. Enerji proteinleri.

“Proteinler ve işlevleri” - Katalitik rol. Motor fonksiyon. Protein kavramı. Protein hidrolizi, polipeptit bağlarının parçalanmasıyla gerçekleşir: Sonuç: Kan damarları, tendonlar ve saç proteinlerden oluşur. Protein yapısı ve fonksiyonları. Proteinlerin kimyasal özellikleri. proteinler hücre zarının, organellerin ve hücre zarlarının oluşumunda rol oynar.

“Protein biyosentezi” - Referanslar. Giriiş. 4. İçindekiler. Canlı bir hücrede proteinlerin biyosentezi. 7. 10. 9. Bitki ve hayvan hücrelerinin diyagramı. 5. 6. 1. 8. 2. 3.

“Proteinlerin biyosentezi” - Çeviri (enlem. transfer, çeviri). Transkripsiyon (Latince yeniden yazma). Kendini kontrol et. Proteinlerin anlamı. İçerik. Biyosentez enerjisi. Enzimlerin rolü. Bir ribozom üzerinde bir polipeptit zincirinin sentezi. 5. Bir DNA parçası üzerine yazılan i-RNA nükleotit dizisi nedir: T-A-C-G-G-A-T-C-A-C-G-A A-T-G-C-C-TA-A -G-T-G-C-T A-U-G-C-G-U-A-G-U-G-C-U A-U-G-C-C-U-A-G-U-A-G-U -G-C-U.

“Protein biyosentezi biyolojisi” - Nikolai Konstantinovich Koltsov (1872-1940). A.G. Ribozomların ana işlevi protein sentezidir. Moleküler biyolojinin merkezi dogması (ana varsayımı) matris sentezidir. C. Antikodon – tRNA'nın tepesindeki üçlü bir nükleotid. Protein biyosentezi. Sentezin tamamlanmasından sonra mRNA, nükleotidlere parçalanır.

Toplamda 8 sunum var