Seli ya kiumbe chochote ni kiwanda kikubwa cha kutengeneza kemikali. Hapa athari hufanyika katika biosynthesis ya lipids, asidi nucleic, wanga na, bila shaka, protini. Protini huchukua jukumu kubwa katika maisha ya seli, kwani hufanya kazi nyingi: enzymatic, ishara, muundo, kinga, na zingine.
Biolojia ya protini: maelezo ya mchakato
Uundaji wa molekuli za protini ni mchakato changamano wa hatua nyingi ambao hutokea chini ya utendakazi wa idadi kubwa ya vimeng'enya na uwepo wa miundo fulani.
Muundo wa protini yoyote huanza kwenye kiini. Taarifa kuhusu muundo wa molekuli imeandikwa katika DNA ya seli, ambayo inasomwa. Takriban kila jeni katika kiumbe hai husimba molekuli moja ya kipekee ya protini.
Ni nini nafasi ya saitoplazimu katika usanisi wa protini? Ukweli ni kwamba cytoplasm ya seli ni "bwawa" kwa monomers ya vitu tata, pamoja na miundo inayohusika na mchakato wa awali ya protini. Pia, mazingira ya ndani ya seli ina asidi ya mara kwa mara namaudhui ya ioni, ambayo huchukua jukumu muhimu katika athari za kibaykemia.
Usanisi wa protini hufanyika katika hatua mbili: unukuzi na tafsiri.
Unukuzi
Hatua hii inaanzia kwenye kiini cha seli. Hapa jukumu kuu linachezwa na asidi ya nucleic kama DNA na RNA (deoxy- na ribonucleic asidi). Katika yukariyoti, kitengo cha uandishi ni nakala, wakati katika prokariyoti, shirika hili la DNA linaitwa operon. Tofauti kati ya unukuzi katika prokariyoti na yukariyoti ni kwamba operoni ni sehemu ya molekuli ya DNA ambayo husimba molekuli kadhaa za protini, wakati nakala hubeba taarifa kuhusu jeni moja tu ya protini.
Jukumu kuu la kisanduku katika hatua ya unukuzi ni usanisi wa messenger RNA (mRNA) kwenye kiolezo cha DNA. Ili kufanya hivyo, kimeng'enya kama RNA polymerase huingia kwenye kiini. Inahusika katika usanisi wa molekuli mpya ya mRNA, ambayo inakamilishana na tovuti ya asidi ya deoksiribonucleic.
Kwa miitikio yenye mafanikio ya unukuzi, uwepo wa vipengele vya unukuu, ambavyo pia vimefupishwa kama TF-1, TF-2, TF-3, ni muhimu. Miundo hii changamano ya protini inahusika katika muunganisho wa polimerasi ya RNA na kikuzaji kwenye molekuli ya DNA.
Mchanganyiko wa mRNA unaendelea hadi polimasi ifike sehemu ya mwisho ya nakala, inayoitwa kisimamishaji.
Opereta, kama eneo lingine la utendakazi la nakala, ana jukumu la kuzuia unukuzi au, kinyume chake, kuharakisha kazi ya RNA polymerase. Kuwajibika kwaudhibiti wa kazi ya vimeng'enya vya unukuzi maalum vya vizuizi vya protini au viamsha-protini, mtawalia.
Tangaza
Baada ya mRNA kuunganishwa kwenye kiini cha seli, huingia kwenye saitoplazimu. Ili kujibu swali kuhusu jukumu la saitoplazimu katika biosynthesis ya protini, inafaa kuchanganua kwa undani zaidi hatima ya molekuli ya asidi ya nukleiki katika hatua ya kutafsiri.
Tafsiri hutokea katika hatua tatu: kufundwa, kurefusha na kukatisha.
Kwanza, mRNA lazima iambatanishe na ribosomu. Ribosomes ni miundo ndogo isiyo ya membrane ya seli, ambayo inajumuisha subunits mbili: ndogo na kubwa. Kwanza, asidi ya ribonucleic inashikilia kwenye subunit ndogo, na kisha subunit kubwa inafunga tata nzima ya kutafsiri ili mRNA iko ndani ya ribosome. Kwa kweli, huu ndio mwisho wa hatua ya kufundwa.
Ni nini nafasi ya saitoplazimu katika usanisi wa protini? Kwanza kabisa, ni chanzo cha amino asidi - monomers kuu ya protini yoyote. Katika hatua ya kurefusha, mkusanyiko wa polepole wa mnyororo wa polypeptide hufanyika, kuanzia na methionine ya kodoni, ambayo asidi ya amino iliyobaki imeunganishwa. Kodoni katika kesi hii ni sehemu tatu ya nyukleotidi za mRNA ambazo huweka misimbo kwa asidi moja ya amino.
Katika hatua hii, aina nyingine ya asidi ya ribonucleic imeunganishwa kazini - kuhamisha RNA, au tRNA. Wanawajibika kwa kutoa asidi ya amino kwa changamano ya mRNA-ribosomu kwa kutengeneza changamano ya aminoacyl-tRNA. Utambuzi wa tRNA hutokea kwa njia ya ziadamwingiliano wa antikodoni ya molekuli hii na kodoni kwenye mRNA. Kwa hivyo, asidi ya amino hutolewa kwa ribosomu na kuunganishwa kwenye mnyororo wa polipeptidi iliyosanisi.
Kukomesha mchakato wa kutafsiri hutokea wakati mRNA inapofika sehemu za kodoni za kusimama. Kodoni hizi hubeba taarifa kuhusu mwisho wa usanisi wa peptidi, baada ya hapo ribosomu-RNA changamano kuharibiwa, na muundo msingi wa protini mpya huingia kwenye saitoplazimu kwa mabadiliko zaidi ya kemikali.
Vigezo maalum vya kuanzisha protini IF na vipengele vya urefu wa EF vinahusika katika mchakato wa kutafsiri. Ni za aina mbalimbali, na kazi yao ni kuhakikisha muunganisho sahihi wa RNA na subunits za ribosomu, na pia katika usanisi wa mnyororo wa polipeptidi yenyewe katika hatua ya kurefusha.
Ni nini nafasi ya saitoplazimu katika usanisi wa protini: kwa ufupi kuhusu viambajengo vikuu vya biosynthesis
Baada ya mRNA kuacha kiini katika mazingira ya ndani ya seli, lazima molekuli iunde changamano thabiti cha kutafsiri. Ni vijenzi vipi vya saitoplazimu lazima viwepo katika hatua ya kutafsiri?
1. Ribosomes.
2. Asidi za amino.
3. tRNA
Amino asidi - protini monoma
Kwa usanisi wa msururu wa protini, uwepo katika saitoplazimu ya viambajengo vya miundo ya molekuli ya peptidi - amino asidi. Dutu hizi zenye uzito wa chini wa Masi katika muundo wao zina kundi la amino NH2 na mabaki ya asidi COOH. Sehemu nyingine ya molekuli - radical - ni sifa ya kila mtu amino asidi. Ni nini jukumu la cytoplasm ndaniprotini biosynthesis?
AA hutokea katika suluhu katika umbo la zwitterioni, ambazo ni molekuli sawa zinazotoa au kukubali protoni za hidrojeni. Kwa hivyo, kikundi cha amino cha asidi ya amino kinabadilishwa kuwa NH3+, na kikundi cha kabonili kuwa COO-.
Kwa jumla, kuna AA 200 asilia, ambapo 20 pekee ndizo zinazotengeneza protini. Miongoni mwao, kuna kundi la amino asidi muhimu ambazo hazijaunganishwa katika mwili wa binadamu na huingia kwenye seli tu kwa chakula kilichoingizwa, na asidi ya amino zisizo muhimu ambazo mwili huunda peke yake.
AA zote zimesimbwa kwa kodoni fulani inayolingana na nyukleotidi tatu za mRNA, na asidi moja ya amino inaweza kusimba kwa mifuatano kadhaa kama hiyo mara moja. Kodoni ya methionine katika pro- na yukariyoti ndiyo inayoanza, kwa sababu huanza biosynthesis ya mnyororo wa peptidi. Kodoni za kukomesha ni pamoja na UAA, UGA na mifuatano ya nyukleotidi ya UAG.
ribosomu ni nini?
Ribosomu huwajibika vipi kwa usanisi wa protini kwenye seli na jukumu la miundo hii ni nini? Kwanza kabisa, haya ni malezi yasiyo ya membrane, ambayo yanajumuisha subunits mbili: kubwa na ndogo. Kazi ya vijisehemu hivi ni kushikilia molekuli ya mRNA kati yao.
Kuna tovuti katika ribosomu ambapo kodoni za mRNA huingia. Kwa jumla, sehemu tatu kama hizi zinaweza kutoshea kati ya kitengo kidogo na kikubwa.
Ribosomu kadhaa zinaweza kujumlishwa kuwa polisomu moja kubwa, kutokana na ambayo kasi ya usanisi wa mnyororo wa peptidi huongezeka, na matokeo yanaweza kupatikana mara moja.nakala kadhaa za protini. Hili hapa ni jukumu la saitoplazimu katika usanisi wa protini.
Aina za RNA
Asidi ya ribonucleic huchukua jukumu muhimu katika hatua zote za unukuzi. Kuna vikundi vitatu vikubwa vya RNA: usafiri, ribosomal na habari.
mRNA zinahusika katika uhamishaji wa taarifa kuhusu muundo wa msururu wa peptidi. tRNAs ni wapatanishi katika uhamisho wa amino asidi kwa ribosomes, ambayo hupatikana kwa kuundwa kwa tata ya aminoacyl-tRNA. Kiambatisho cha asidi ya amino hutokea tu kwa mwingiliano wa ziada wa antikodoni ya uhamisho wa RNA na kodoni kwenye RNA ya mjumbe.
rRNA inahusika katika uundaji wa ribosomu. Mlolongo wao ni moja ya sababu kwa nini mRNA inashikiliwa kati ya subunits ndogo na kubwa. RNA za ribosomal hutengenezwa kwenye nucleoli.
Maana ya protini
Usanisi wa protini na umuhimu wake kwa seli ni mkubwa sana: vimeng'enya vingi vya mwili ni vya asili ya peptidi, kutokana na protini, vitu husafirishwa kupitia utando wa seli.
Protini pia hufanya kazi ya kimuundo zinapokuwa sehemu ya misuli, neva na tishu zingine. Jukumu la kuashiria ni kusambaza habari kuhusu michakato inayotokea, kwa mfano, wakati mwanga unapoanguka kwenye retina. Protini za kinga - immunoglobulins - ndio msingi wa mfumo wa kinga ya binadamu.
