Qeliza e çdo organizmi është një fabrikë e madhe për prodhimin e kimikateve. Këtu ndodhin reaksione në biosintezën e lipideve, acideve nukleike, karbohidrateve dhe, natyrisht, proteinave. Proteinat luajnë një rol të madh në jetën e qelizës, pasi ato kryejnë shumë funksione: enzimatike, sinjalizuese, strukturore, mbrojtëse dhe të tjera.
Biosinteza e proteinave: përshkrimi i procesit
Ndërtimi i molekulave të proteinave është një proces kompleks me shumë faza që ndodh nën veprimin e një numri të madh enzimash dhe në prani të strukturave të caktuara.
Sinteza e çdo proteine fillon në bërthamë. Informacioni për strukturën e molekulës regjistrohet në ADN-në e qelizës, nga e cila lexohet. Pothuajse çdo gjen në një organizëm kodon një molekulë proteine unike.
Cili është roli i citoplazmës në biosintezën e proteinave? Fakti është se citoplazma e qelizës është një "pellg" për monomerët e substancave komplekse, si dhe strukturat që janë përgjegjëse për procesin e sintezës së proteinave. Gjithashtu, mjedisi i brendshëm i qelizës ka një aciditet konstant dhepërmbajtja e joneve, e cila luan një rol të rëndësishëm në reaksionet biokimike.
Biosinteza e proteinave zhvillohet në dy faza: transkriptimi dhe përkthimi.
Transkriptim
Kjo fazë fillon në bërthamën e qelizës. Këtu rolin kryesor e luajnë acide të tilla nukleike si ADN dhe ARN (acidet deoksi- dhe ribonukleike). Tek eukariotët, njësia e transkriptimit është transkriptoni, ndërsa te prokariotët, ky organizim i ADN-së quhet operon. Dallimi midis transkriptimit te prokariotët dhe eukariotët është se një operon është një seksion i një molekule të ADN-së që kodon disa molekula proteinike, kur transkriptoni mbart informacione për vetëm një gjen proteinik.
Detyra kryesore e qelizës në fazën e transkriptimit është sinteza e ARN-së së dërguar (mARN) në shabllonin e ADN-së. Për ta bërë këtë, një enzimë si ARN polimeraza hyn në bërthamë. Ai është i përfshirë në sintezën e një molekule të re të mRNA, e cila është plotësuese me vendndodhjen e acidit deoksiribonukleik.
Për reaksione të suksesshme të transkriptimit, është e nevojshme prania e faktorëve të transkriptimit, të cilët gjithashtu shkurtohen si TF-1, TF-2, TF-3. Këto struktura komplekse proteinike janë të përfshira në lidhjen e ARN polimerazës me promotorin në molekulën e ADN-së.
Sinteza e mARN-së vazhdon derisa polimeraza të arrijë rajonin fundor të transkriptonit, i cili quhet terminator.
Operatori, si një zonë tjetër funksionale e transkriptonit, është përgjegjës për frenimin e transkriptimit ose, anasjelltas, për përshpejtimin e punës së ARN polimerazës. Përgjegjës përrregullimi i punës së enzimave të transkriptimit përkatësisht proteina-inhibitorë ose proteina-aktivizues të veçantë.
Transmetim
Pasi mRNA është sintetizuar në bërthamën e qelizës, ajo hyn në citoplazmë. Për t'iu përgjigjur pyetjes rreth rolit të citoplazmës në biosintezën e proteinave, ia vlen të analizohet më në detaje fati i mëtejshëm i molekulës së acidit nukleik në fazën e përkthimit.
Përkthimi ndodh në tre faza: fillimi, zgjatja dhe përfundimi.
Së pari, mARN duhet t'i bashkëngjitet ribozomeve. Ribozomet janë struktura të vogla jo membranore të qelizës, të cilat përbëhen nga dy nënnjësi: të vogla dhe të mëdha. Së pari, acidi ribonukleik ngjitet në njësinë e vogël, dhe më pas nënnjësia e madhe mbyll të gjithë kompleksin translator në mënyrë që mARN të jetë brenda ribozomit. Në fakt, ky është fundi i fazës së fillimit.
Cili është roli i citoplazmës në biosintezën e proteinave? Para së gjithash, është një burim i aminoacideve - monomerët kryesorë të çdo proteine. Në fazën e zgjatjes, ndodh një grumbullim gradual i zinxhirit polipeptid, duke filluar me kodonin fillestar metioninë, në të cilin janë ngjitur aminoacidet e mbetura. Kodoni në këtë rast është një treshe e nukleotideve të mRNA që kodon për një aminoacid.
Në këtë fazë, një lloj tjetër i acidit ribonukleik është i lidhur me punën - ARN transferuese, ose tARN. Ata janë përgjegjës për dërgimin e aminoacideve në kompleksin mARN-ribozomë duke formuar një kompleks aminoacil-tARN. Njohja e tARN-së ndodh përmes plotësimitndërveprimet e antikodonit të kësaj molekule me kodonin në mARN. Kështu, aminoacidi shpërndahet në ribozom dhe ngjitet në zinxhirin polipeptid të sintetizuar.
Përfundimi i procesit të përkthimit ndodh kur ARNi arrin në seksionet e kodonit ndalues. Këto kodone mbartin informacion rreth përfundimit të sintezës së peptideve, pas së cilës kompleksi ribozom-ARN shkatërrohet dhe struktura primare e proteinës së re hyn në citoplazmë për transformime të mëtejshme kimike.
Faktorët specialë të inicimit të proteinave IF dhe faktorët e zgjatjes EF përfshihen në procesin e përkthimit. Ato janë të llojeve të ndryshme dhe detyra e tyre është të sigurojnë lidhjen e saktë të ARN-së me nënnjësitë e ribozomeve, si dhe në sintezën e vetë zinxhirit polipeptid në fazën e zgjatimit.
Cili është roli i citoplazmës në biosintezën e proteinave: shkurtimisht për përbërësit kryesorë të biosintezës
Pasi mARN-ja largohet nga bërthama në mjedisin e brendshëm të qelizës, molekula duhet të formojë një kompleks të qëndrueshëm përkthimor. Cilët përbërës të citoplazmës duhet të jenë të pranishëm në fazën e përkthimit?
1. Ribozomet.
2. Aminoacidet.
3. tARN.
Amino acidet - monomeret e proteinave
Për sintezën e një zinxhiri proteinik, prania në citoplazmë e përbërësve strukturorë të molekulës peptide - aminoacidet. Këto substanca me peshë të ulët molekulare në përbërjen e tyre kanë një grup amino NH2 dhe një mbetje acidi COOH. Një përbërës tjetër i molekulës - radikali - është shenja dalluese e secilit aminoacid individual. Cili është roli i citoplazmës nëbiosinteza e proteinave?
AA ndodhin në tretësirë në formën e zwiterioneve, të cilat janë të njëjtat molekula që dhurojnë ose pranojnë protone hidrogjeni. Kështu, grupi amino i aminoacideve shndërrohet në NH3+, dhe grupi karbonil në COO-.
Në total, ka 200 AA në natyrë, nga të cilat vetëm 20 janë protein-formuese. Midis tyre, ekziston një grup aminoacidesh thelbësore që nuk sintetizohen në trupin e njeriut dhe hyjnë në qelizë vetëm me ushqimin e gëlltitur, dhe aminoacide jo thelbësore që trupi i formon vetë.
Të gjitha AA-të janë të koduara nga një kodon që korrespondon me tre nukleotide mRNA dhe një aminoacid shpesh mund të kodohet nga disa sekuenca të tilla njëherësh. Kodoni i metioninës në pro- dhe eukariotët është ai fillestar, sepse fillon biosinteza e vargut peptid. Kodonet e ndalimit përfshijnë sekuencat nukleotide UAA, UGA dhe UAG.
Çfarë janë ribozomet?
Si janë përgjegjës ribozomet për biosintezën e proteinave në qelizë dhe cili është roli i këtyre strukturave? Para së gjithash, këto janë formacione jo membranore, të cilat përbëhen nga dy nënnjësi: të mëdha dhe të vogla. Funksioni i këtyre nën-njësive është të mbajnë molekulën e mRNA ndërmjet tyre.
Ka vende në ribozome ku hyjnë kodonet e mRNA. Në total, dy treshe të tilla mund të vendosen midis nën-njësisë së vogël dhe të madhe.
Disa ribozome mund të grumbullohen në një polisom të madh, për shkak të të cilit shpejtësia e sintezës së zinxhirit peptid rritet dhe prodhimi mund të merret menjëherëdisa kopje të proteinës. Këtu është roli i citoplazmës në biosintezën e proteinave.
Llojet e ARN
Acidet ribonukleike luajnë një rol të rëndësishëm në të gjitha fazat e transkriptimit. Ekzistojnë tre grupe të mëdha të ARN-së: transportuese, ribozomale dhe informative.
mARN-të përfshihen në transferimin e informacionit rreth përbërjes së zinxhirit peptid. tARN-të janë ndërmjetës në transferimin e aminoacideve në ribozome, i cili arrihet me formimin e një kompleksi aminoacil-tARN. Lidhja e një aminoacidi ndodh vetëm me ndërveprimin plotësues të antikodonit të ARN-së transferuese me kodonin në ARN-në e dërguar.
rRNA janë të përfshira në formimin e ribozomeve. Sekuencat e tyre janë një nga arsyet pse mARN-ja mbahet midis nënnjësive të vogla dhe të mëdha. ARN-të ribozomale prodhohen në bërthama.
Kuptimi i proteinave
Biosinteza e proteinave dhe rëndësia e saj për qelizën janë kolosale: shumica e enzimave të trupit janë të natyrës peptide, falë proteinave, substancat transportohen përmes membranave qelizore.
Proteinat gjithashtu kryejnë një funksion strukturor kur ato janë pjesë e muskujve, nervave dhe indeve të tjera. Roli i sinjalizimit është të transmetojë informacion në lidhje me proceset që ndodhin, për shembull, kur drita bie në retinë. Proteinat mbrojtëse - imunoglobulinat - janë baza e sistemit imunitar të njeriut.
