РНҚ трансляциясы

Оңтүстік Қазақстан Медицина Академиясы Биология және биохимия кафедрасы

Тақырыбы: Ақуыз биосинтезі. РНҚ трансляциясы. РНҚ түрлері. Құрылысы және қызметі.

Орындаған: Амангелді А. Б.

Тобы: ФҚБ 03 19

Қабылдаған: Өтебай Д. М.

2019-2020 оқу жылы

Жоспар:

I. Кіріспе

II. Негізгі бөлім:

а) РНҚ типтері, құрылымы

б) РНҚ трансляциясы

в) Трансляция факторлары және ингибиторлары

III. Қорытынды

Пайдаланған әдебиеттер

Ақуыз биосинтезі

Ақуыз биосинтезі тіршіліктің ең маңызды қасиеттерінің бірі, себебі тіршілік процесіңде ақуыз молекулалары әр түрлі биохимиялық реакцияларға түсіп ыдырап жойылып отырады, ал олардың орнын толтыру тек жаңа ақуыз молекулаларының синтезделуі нәтижесінде жүзеге асады.

РИБОЗА

5’

3’

5’

3’

РНҚ-да ДНҚ сияқты полимер-сызықты полинуклеотид, ал мономерлері болып рибонукдеотидтер саналады. РНҚ нуклеотидтерінде рибоза, 4 азоттық негіздер-А, Г, Ц, У, бір фосфор кышқылының калдығы кездеседі, оларды рАМФ. рГМФ, рЦМФ, рУМФ деп бейнелейді.

Нуклеотидтер 5', 3' -фосфодизфирлік байланыс аркылы байланыскан.

РНҚ -ның полинуклеотид тізбегі, полярлы болып келеді, яғни оның 5'және З' ұштары болады.

Сол сияқты, РНҚ молекуласының ДНҚ молекуласынан айырмашылықтары да белгілі. Құрылысы, қызметтері жағынан түрліше болып келетін 3 түрлі РНҚ белгілі: а-РНҚ, т-РНҚ, р-РНҚ

Рибонуклеин қышқылының құрылысы( РНҚ) құрылысы

Ақпараттық РНҚ (А-РНҚ) құрылысы 5 ’ -ұшы

А-РНҚ молекулаларында полипептид тізбегі туралы ақпарат болатындықтан, олардың жасушадағы жалпы саны өте көп болады.

Осыған қарамастан:

а-РНҚ-лардың бәрі жасушадағы РНҚ молекулаларының жиынтығының небәрі 5%-пайызын ғана құрайды.

а-РНҚ-лар қанашалықты көп болғанымен бәрінің құрылысы бір біріне ұқсас, яғни а-РНҚ-ның сызықтық тізбегі әртүрлі қызмет атқаратын бірнеше учаскелерден тұрады

А) «Қалшақша»

Б) 5’ трансляцияланбайтын учаске

В) Инициаторлық кодон

Г) Кодтаушы бөлім

Д) Терминаторлық кодон

Е) 3’ трансляцияланбайтын учаске

Ж) Поли (А) -фрагмент

3’-ұшы

Тасымалдаушы РНҚ-лардың (Т-РНҚ) құрылысы

Т-РНҚ-лардың жалпы саны 40-50-ге жуық, яғни әр-бір аминқышқылына 1 -ден 5-6 ға дейін Т-РНҚ-лар болады, оларды Т-РНҚала; Т-РНҚфен; Т-РНҚлей; т. б деп бейнелейді, ал инициаторлықт-РНҚ-т-РНҚмет.

Т-РНҚ молекуласы үлкен болмайды, онда жүз шақты нуклеотидтер кездеседі, олардың ішінде минорлық (модификацияланған) нуклеотидтер көптеп кездеседі-13-15%, олар

-гидроуридин (гУ) және псевдоуридин (пУ) ;

-инозин (И) ;

-метилинозин (мИ), метилгуанозин (мГ) және диметилгуанозин (мГ) ;

-диметилуридин (м2У) .

Рибосомалық РНҚ-лардың құрылысы

Рибосомалық РНҚ-лар рибосома субъединицаларының (үлкен және кіші) құрамына кіреді. Олардың 4 түрі белгілі: 5S-р РНҚ, 5, 8S-р РНҚ, 18S-р РНҚ, 28S-рРНҚ. Рибосоманың кіші бөлшегі 18 я-рРНҚ- ның 1 молекуласынан және 30 ақуыз молекулаларынан құрылған, ал үлкен субъединицасы (бөлшегі) -З әртүрлі рРНҚ молекулаларынан-5S-р РНҚ, 5, 8S-р РНҚ, 28S-р РНҚ және 45 ақуыз молекулаларынан тұрады.

Р-РНҚ молекуласының ерекшелігінің бірі-гуанин (Г) және цитозин (Ц) сияқты азоттық негіздерінің мөлшерінің басқаларына қарағанда әлде қайда көп болуы. Сонымен қатар минорлық нуклеотидтер де жиі кездеседі, мысалы рибоза бойынша метилденген нуклеозидтер.

Ақуыз биосинтезі немесе трансляция тетіктері

ДНҚ молекуласындағы тұқым қуалаушылық ақпараттың экспрессиялануының келесі кезеңі ақуыз биосинтезі немесе трансляция.

Ақуыз биосинтезі жасушаның тірішілігі үшін өте қажет, себебі жасушаның тіршілік үдерістерінде ақуыз молекулалары түрліше қызметтер атқарып, әртүрлі биохимиялық реакцияларға қатынасып, ыдырап жойылып отырады. Ал олардың орнын толтыру ақуыз молекуласының жаңадан синтезделуі арқасында жүзеге асады.

а РНҚ молекуласындағы нуклеотидтер бірізділігінде жазылған ақпараттың коллинеарлы полипептид молекуласының аминқышқылдар ретіне берілуін трансляция немесе ақуыз биосинтезі деп атаймыз.

Трансляция немесе ақуыз биосинтезі полипептидтің N ұшынан басталып С ұшына қарай жүреді.

Ақуыз биосинтезіне рибосоманың екі бөлшегі, а-РНҚ, т-РНҚ -лар, 20 аминқышқылдар, аминоацил-т-РНҚ-синтетаза ферменттері және басқа -да қосымша ақуыздық факторлар қатынасады және олар түрліше қызметтер атқарады.

Ақуыз синтезі рибосома бөлшектерінің (кіші бөлшегі, үлкен бөлшегі) өзара қосылып, біртүтас органелла пайда етуінен басталады (инициация) .

Сонымен рибосомада 4 белсенді (актив) орталықтар кездеседі:

1) а-РНҚ байланысатын матрицалық орталық (М-орталық) Бұл а- РНҚ-ның 5‘-трансляцияланбайтын учаскесіндегі 5-9 нуклеотидтерге комплиментарлы 18S р РНҚ-ның бір учаскесі болып табылады.

2) Пептидил орталығы (П-орталық) . Трансляция басталар алдында осы орталықпен инициаторлық аминоацил -т-РНҚ, яғни инициаторлық метионин -т-РНҚ„ "" байланысады. Кейінірек П-орталыққа өсігі келе жатқан полипептид тізбегіне енді-ғана қосылған пептедил-тРНҚ орналасады.

3) Аминоацил орталығы (А-орталық) - бүл орталықпен кезекті аа-т-РНҚ байланысады.

4) орталық (ПТФ-орталық) -полипептидтің аминқышқылдары арасында пептидтік байланыстарды пайда етуші және полипептидті бір аминқышқылына ұзартатын орталық.

Трансляция немесе ақуыз биосинтезінің иницияциясы

Трансляция басталу үшін алғаш инициаторлық кешен түзілуі қажет. Ол үшін ең алдымен а-РНҚ-ның 5'-трансляцияланбайтын учаскесі рибосоманың кіші бөлшегімен (18S р РНҚ) байланысады. Бұл кезде инициаторлық кодон (АУГ) П-орталық деңгейінде орналасады. Әрі қарай инициаторлық кодонмен (АУГ) инициаторлық аа-т-РНҚ (Мет-аа-т РНҚ имет) комплиментарлы байланысады. Ал, соңғысы үлкен бөлшектің П-орталығымен әрекеттесіп рибосоманың екі бөлшегінің біртұтас органеллаға жинақталуын қамтамасыз етеді . Сонымен қатар, трансляция иницияциясы үшін ГТФ және 3 иницияцияфакторлары-еІҒ-1, еІҒ-2, еІҒ-3, қажет.

Иницияциядан кейін трансляцияның негізгі кезеңі элонгация (пептидтік тізбектің ұзаруы) басталады. Ол қайталанып отыратын циклдык сипатқа ие, яғни әрбір кезекті аминқышқылының полипептид тізбегіне қосылуы қайталанып отыратын ұқсас құбылыстардан тұрады.

Элонгация циклдарі 3 сатыдан тұрады.

а) аа-т-РНҚ байланысуы.

б) Пептидтік байланыстын түзілуі

в) Транслокация.

Трансляцияның терминациялануы

Рибосоманың А орталығына 3 «мағынасыз» кодонның кез-келгенінің -УАА, УАГ не УГА орналасуы, трансляцияның аяқталуы туралы сигнал болып табылады.

Бұл кодондарды аа-т-РНҚ емес, терминацияның ақуыздық факторы (еRF) таниды. Мұндай факторлардың екеуі белгілі (Erf1, еRF2) . Олардың бірі-УАА, УАГ-кодондарын таныса, екіншісі- УАА және УГА кодондарып таниды.

Трансляция ингибиторлары

а) Стрептомицнн- рибосоманың кіші бөлшегіндегі П-орталыққа әсер етеді. Осылайша ол инициаторлық аа-т РНҚ-ның (формил мет-т РНҚимет) П- орталықпен байланысуын қиындатады, яғни ақуыз биосинтезініц иницияциясына ингибиторлық әсер егеді.

б) Тетрациклин-рибосоманның кіші бөлшегіндегі А-орталыкқа әсер етеді, сондықтан да оның кезекті аа-т РНҚ-мен байланысуын бастырмалайды (ингибиторлық әсер етеді) .

в) Левомицетин -ПТФ орталықтың белсенділігін бастырмалайды (ингибиторлық әсер етеді), яғни аминқышқылдар арасында пептидтік байланыстың түзілуін бастырмалайды.

г) Эригромицин рибосоманың үлкен бөлшегінің транслокацияға жауапты учаскесіне әсер етіп оны бастырмалайды. Нәтижесінде, жаңадан түзілген пептидил т-РНҚ П-орталыққа өтпей (ауыспай) А-орталықта қалып қояды. Бұл кезекті аа-тРНҚ-ның байланысуына кедергі болады.

Тетрациклин

(А-орталығына)

Стрентомицин

(П-орталыққа)

Эритромицин

(транслокация орталығына)

Левомицитин (ПТФ-орталыққа

Кіші субъединица

ҮЛКЕН

СУБЪЕДИНИЦА