Sinteza e proteinave është një proces shumë i rëndësishëm. Është ai që ndihmon trupin tonë të rritet dhe të zhvillohet. Ai përfshin shumë struktura qelizore. Në fund të fundit, së pari ju duhet të kuptoni se çfarë saktësisht do të sintetizojmë.
Çfarë proteine duhet të ndërtohet në këtë moment - enzimat janë përgjegjëse për këtë. Ata marrin sinjale nga qeliza për nevojën për një proteinë të caktuar, pas së cilës fillon sinteza e saj.
Ku zhvillohet sinteza e proteinave
Në çdo qelizë, vendi kryesor i biosintezës së proteinave është ribozomi. Është një makromolekulë e madhe me një strukturë komplekse asimetrike. Ai përbëhet nga ARN (acidet ribonukleike) dhe proteina. Ribozomet mund të vendosen veçmas. Por më shpesh ato kombinohen me EPS, gjë që lehtëson renditjen dhe transportin e mëpasshëm të proteinave.
Nëse ribozomet qëndrojnë në rrjetën endoplazmatike, quhet ER e përafërt. Kur përkthimi është intensiv, disa ribozome mund të lëvizin përgjatë një shabllon njëherësh. Ato ndjekin njëri-tjetrin dhe nuk ndërhyjnë fare me organelet e tjera.
Çfarë nevojitet për sintezëketri
Që procesi të vazhdojë, është e nevojshme që të gjithë përbërësit kryesorë të sistemit të sintezës së proteinave të jenë në vend:
- Një program që vendos rendin e mbetjeve të aminoacideve në zinxhir, përkatësisht mRNA, e cila do ta transferojë këtë informacion nga ADN-ja në ribozome.
- Material aminoacid nga i cili do të ndërtohet një molekulë e re.
- tARN, e cila do të dorëzojë çdo aminoacid te ribozomi, do të marrë pjesë në deshifrimin e kodit gjenetik.
- Aminoacil-tRNA sintetazë.
- Ribozomi është vendi kryesor i biosintezës së proteinave.
- Energji.
- Jone magnezi.
- Faktorët e proteinave (çdo fazë ka të vetin).
Tani le t'i shikojmë secilën prej tyre më në detaje dhe të zbulojmë se si krijohen proteinat. Mekanizmi i biosintezës është shumë interesant, të gjithë komponentët veprojnë në mënyrë të pazakonshme të koordinuar.
Programi i sintezës, kërkimi i matricës
I gjithë informacioni se cilat proteina mund të ndërtojë trupi ynë gjendet në ADN. Acidi deoksiribonukleik përdoret për të ruajtur informacionin gjenetik. Ai është i paketuar mirë në kromozome dhe ndodhet në qelizë në bërthamë (nëse po flasim për eukariote) ose noton në citoplazmë (në prokariote).
Pas hulumtimit të ADN-së dhe njohjes së rolit të saj gjenetik, u bë e qartë se nuk është një shabllon i drejtpërdrejtë për përkthim. Vëzhgimet kanë çuar në sugjerime se ARN është e lidhur me sintezën e proteinave. Shkencëtarët vendosën që ai duhet të jetë një ndërmjetës, të transferojë informacionin nga ADN-ja te ribozomet, të shërbejë si matricë.
Në të njëjtën kohë kishteRibozomet janë të hapura, ARN-ja e tyre përbën pjesën dërrmuese të acidit ribonukleik qelizor. Për të kontrolluar nëse është një matricë për sintezën e proteinave, A. N. Belozersky dhe A. S. Spirin në 1956-1957. kreu një analizë krahasuese të përbërjes së acideve nukleike në një numër të madh mikroorganizmash.
U supozua se nëse ideja e skemës "ADN-rRNA-proteinë" është e saktë, atëherë përbërja e ARN-së totale do të ndryshojë në të njëjtën mënyrë si ADN-ja. Por, pavarësisht dallimeve të mëdha në acidin deoksiribonukleik në specie të ndryshme, përbërja e acidit ribonukleik total ishte e ngjashme në të gjitha bakteret e konsideruara. Nga kjo, shkencëtarët arritën në përfundimin se ARN kryesore qelizore (d.m.th., ribozomale) nuk është një ndërmjetës i drejtpërdrejtë midis bartësit të informacionit gjenetik dhe proteinës.
Zbulimi i mRNA
Më vonë u zbulua se një pjesë e vogël e ARN-së përsërit përbërjen e ADN-së dhe mund të shërbejë si ndërmjetës. Në vitin 1956, E. Volkin dhe F. Astrachan studiuan procesin e sintezës së ARN-së në bakteret që ishin të infektuara me bakteriofagun T2. Pasi hyn në qelizë, kalon në sintezën e proteinave të fagut. Në të njëjtën kohë, pjesa kryesore e ARN nuk ndryshoi. Por në qelizë, filloi sinteza e një fraksioni të vogël të ARN-së metabolikisht të paqëndrueshme, sekuenca nukleotide në të cilën ishte e ngjashme me përbërjen e ADN-së së fagut.
Në vitin 1961, ky fraksion i vogël i acidit ribonukleik u izolua nga masa totale e ARN-së. Dëshmitë e funksionit të tij ndërmjetësues janë marrë nga eksperimentet. Pas infektimit të qelizave me fagun T4, u formua mRNA e re. Ajo u lidh me mjeshtrit e vjetërribozomet (nuk gjenden ribozome të reja pas infektimit), të cilat filluan të sintetizojnë proteinat e fagut. Kjo "ARN e ngjashme me ADN-në" u zbulua se ishte plotësuese me një nga vargjet e ADN-së së fagut.
Në vitin 1961, F. Jacob dhe J. Monod sugjeruan që kjo ARN mbart informacion nga gjenet në ribozome dhe është një matricë për rregullimin sekuencial të aminoacideve gjatë sintezës së proteinave.
Transferimi i informacionit në vendin e sintezës së proteinave kryhet nga mARN. Procesi i leximit të informacionit nga ADN-ja dhe krijimit të ARN-së së dërguar quhet transkriptim. Pas saj, ARN pëson një sërë ndryshimesh shtesë, kjo quhet "përpunim". Gjatë kësaj, seksione të caktuara mund të priten nga acidi ribonukleik i matricës. Më pas mRNA shkon te ribozomet.
Material ndërtimor për proteinat: aminoacide
Janë gjithsej 20 aminoacide, disa prej tyre janë thelbësore, domethënë trupi nuk mund t'i sintetizojë. Nëse disa acide në qelizë nuk janë të mjaftueshme, kjo mund të çojë në një ngadalësim të përkthimit ose edhe një ndalim të plotë të procesit. Prania e çdo aminoacidi në sasi të mjaftueshme është kërkesa kryesore që biosinteza e proteinave të vazhdojë siç duhet.
Shkencëtarët morën informacion të përgjithshëm rreth aminoacideve në shekullin e 19-të. Më pas, në 1820, dy aminoacidet e para, glicina dhe leucina, u izoluan.
Sekuenca e këtyre monomereve në një proteinë (e ashtuquajtura struktura primare) përcakton plotësisht nivelet e saj të ardhshme të organizimit, dhe rrjedhimisht vetitë e saj fizike dhe kimike.
Transport i aminoacideve: tRNA dhe aa-tRNA sintetaza
Por aminoacidet nuk mund të ndërtohen në një zinxhir proteinash. Në mënyrë që ata të arrijnë në vendin kryesor të biosintezës së proteinave, nevojitet ARN transferimi.
Çdo sintetazë aa-tARN njeh vetëm aminoacidin e vet dhe vetëm tARN-në së cilës duhet të lidhet. Rezulton se kjo familje enzimash përfshin 20 lloje sintetazash. Mbetet vetëm të thuhet se aminoacidet janë të lidhura me tARN-në, më saktë, me "bishtin" e tij pranues hidroksil. Çdo acid duhet të ketë ARN-në e vet të transferimit. Kjo monitorohet nga aminoacil-tRNA sintetaza. Ai jo vetëm që përputhet me aminoacidet me transportin e duhur, por gjithashtu rregullon reagimin e lidhjes esterike.
Pas një reagimi të suksesshëm të lidhjes, tRNA shkon në vendin e sintezës së proteinave. Kjo përfundon proceset përgatitore dhe fillon transmetimi. Merrni parasysh hapat kryesorë në biosintezën e proteinave :
- fillim;
- zgjatim;
- përfundim.
Hapat e sintezës: fillimi
Si ndodh biosinteza e proteinave dhe rregullimi i saj? Shkencëtarët janë përpjekur ta kuptojnë këtë për një kohë të gjatë. U parashtruan hipoteza të shumta, por sa më moderne të bëheshin pajisjet, aq më mirë filluam të kuptonim parimet e transmetimit.
Ribozomi, vendi kryesor i biosintezës së proteinave, fillon të lexojë mRNA nga pika në të cilën fillon pjesa e tij që kodon zinxhirin polipeptid. Kjo pikë ndodhet në një të caktuarlarg fillimit të ARN-së mesazhere. Ribozomi duhet të njohë pikën në mRNA nga e cila fillon leximi dhe të lidhet me të.
Inicimi - një grup ngjarjesh që ofrojnë fillimin e transmetimit. Ai përfshin proteina (faktorë inicues), tRNA iniciator dhe një kodon iniciues special. Në këtë fazë, nën-njësia e vogël e ribozomit lidhet me proteinat fillestare. Ata e pengojnë atë të kontaktojë me nën-njësinë e madhe. Por ato ju lejojnë të lidheni me iniciatorin tRNA dhe GTP.
Më pas ky kompleks "ulet" në mARN, pikërisht në vendin që njihet nga një nga faktorët inicues. Nuk mund të ketë gabim, dhe ribozomi fillon udhëtimin e tij përmes ARN-së së dërguar, duke lexuar kodonet e tij.
Sapo kompleksi arrin kodonin e fillimit (AUG), nënnjësia ndalon së lëvizuri dhe, me ndihmën e faktorëve të tjerë proteinikë, lidhet me nënnjësinë e madhe të ribozomit.
Hapat e sintezës: zgjatim
Leximi i mRNA përfshin sintezën sekuenciale të një zinxhiri proteinik nga një polipeptid. Ai vazhdon duke shtuar një mbetje aminoacide pas tjetrës në molekulën në ndërtim.
Çdo mbetje e re aminoacidi i shtohet skajit karboksil të peptidit, fundi C po rritet.
Hapat e sintezës: përfundimi
Kur ribozomi arrin kodonin e përfundimit të ARN-së mesazhere, sinteza e zinxhirit polipeptid ndalon. Në prani të saj, organela nuk mund të pranojë asnjë tARN. Në vend të kësaj, faktorët e përfundimit hyjnë në lojë. Ata çlirojnë proteinën e përfunduar nga ribozomi i ndaluar.
PasPas përfundimit të përkthimit, ribozomi ose mund të largohet nga mARN ose të vazhdojë të rrëshqasë përgjatë tij pa u përkthyer.
Takimi i ribozomit me një kodon të ri inicues (në të njëjtën fillesë gjatë vazhdimit të lëvizjes ose në një mARN të re) do të çojë në një fillim të ri.
Pasi molekula e përfunduar largohet nga vendi kryesor i biosintezës së proteinave, ajo etiketohet dhe dërgohet në destinacionin e saj. Se cilat funksione do të kryejë varet nga struktura e tij.
Kontrolli i procesit
Në varësi të nevojave të tyre, qeliza do të kontrollojë në mënyrë të pavarur transmetimin. Rregullimi i biosintezës së proteinave është një funksion shumë i rëndësishëm. Mund të bëhet në shumë mënyra.
Nëse një qelizë nuk ka nevojë për një lloj përbërjeje, ajo do të ndalojë biosintezën e ARN-së - biosinteza e proteinave gjithashtu do të ndalojë së ndodhuri. Në fund të fundit, pa një matricë, i gjithë procesi nuk do të fillojë. Dhe mARN-të e vjetra kalbet shpejt.
Ekziston një tjetër rregullim i biosintezës së proteinave: qeliza krijon enzima që ndërhyjnë në fazën e fillimit. Ato ndërhyjnë në përkthimin, edhe nëse matrica e leximit është e disponueshme.
Metoda e dytë është e nevojshme kur sinteza e proteinave duhet të çaktivizohet pikërisht tani. Metoda e parë përfshin vazhdimin e përkthimit të ngad altë për disa kohë pas ndërprerjes së sintezës së mARN.
Një qelizë është një sistem shumë kompleks në të cilin gjithçka mbahet në ekuilibër dhe puna e saktë e secilës molekulë. Është e rëndësishme të njihen parimet e secilit proces që ndodh në qelizë. Kështu që ne mund të kuptojmë më mirë se çfarë po ndodh në inde dhe në trup në tërësi.
