Ақуыз биосинтезі

Пән: Биология
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

Ақуыз биосинтезі

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

А-РНК, молекуласының нуклеотидтер тізбегінде жазылған акпараттың колинеарлы полипептид молекуласының аминқышқылдары ретіне берілуін, яғни ақуыз синтезін, трансляция деп атаймыз.

Трансляция процесі полипептидтің N ұшынан басталып С ұшына қарай жүреді және ол метионин амин қышқылынан басталады. Яғни, кез келген а-РНҚ молекуласының бас жағында метионин амин қышқылына сәйкес келетін (колинеарлы) кодинициаторлық код болады (АУГ) . Полипептид синтезінің инициялануы ерекше т-РНҚ-инициаторлык т-РНҚ-ның қатынасуымен жүзеге асады. Бұл процеске 3 инициациялаушы факторлар - ІҒ1, ІҒ2, ІҒ3 қатынасады. Ақуыз биосинтезінің жалғасуы, немесе элонгация сатысы, 2 фактордың қатысуымен жүреді-RҒ-1, RҒ-2, ал белок синтезінің терминациялануы кодон терминаторларға және терминациялық факторларға - КР-1, КР-2 -ге байланысты. Кодон терминаторлардың 3 түрі белгілі УАА, УАГ, УГА.

Трансляция процесіне 3 РНҚ - үшеуі де катынасады. А-РНҚ-ақуыз синтезі үшін матрица (қалып) қызметін атқарса, рибосомалық РНҚ рибосомалардың құрамына кіреді. Рибосомалар цитоплазманың ең ұсақ субмикроскопиялық органеллалары болып табылады. Ақуыз синтезі жүруі ушін рибосомалар а-РНҚ-мен байланысады. Рибосома 2 бөлшектен тұрады: рибосоманың кіші бөлшегі - 30S, рибосоманың үлкен бөлшегі - 50S. Әдетте, акуыз синтезі жүрмеген кезде, рибосоманың екі бөлшегі бір-бірінен бөлек кездеседі, олардың бір-бірімен қосылып біртұтас органоид - рибосома түзілуі акуыз биосинтезі басталған кезде жүзеге асады. А-РНҚ алғаш рибосоманың кіші бөлшегімен қосылады, содан кейін оларға иницияция факторлары ІҒ1, ІҒ2, ІҒ3, жәке т-РНҚ - аминоацилметионин қосылып инициаторлық кешен түзіледі.

Инициаторлық кешен түзілгеннен кейін оған рибосоманың үлкен бөлшегі келіп қосылады. Рибосоманың улкен бөлшегінде 2 учаске болады: пептидилдік бөлік - П бөлік, аминоацилдік бөлік -А бөлік. Рибосоманың үлкен бөлшегінің П бөлігіне формилденген метионинмен инициаторлық т-РНҚ орналасады, ал А-учаскеге а-РНҚ-ның екінші кодонына сәйкес келетін антикодоны бар т-РНҚ өзінің амин қышқылымен орналасады.

Трансляция процесінде а-РНҚ кодондары амин қышқылдарымен тікелей әрекеттесе алмайды. Олардың арасындағы байланыс тасымалдаушы РНҚ (т-РНҚ) арқылы жузеге асады. Әрбір амин қышқылының тек өзіне ғана сәйкес т-РНҚ-сы болады, сонымен кем дегенде т-РНК белгілі - 20-амин қышқылынуң 20 т-РНК-асы және инициаторлық Т-РНҚ. Т-РНҚ-лар т-РНКФен, т~РНҚАлан, т-РНҚСер, т-РНҚИзол, т-РНҚАсп т. с. с деп аталынады, Барлық прокариоттардың және эукариоттардың т-РНҚ молекулалары 80-ге жуық нуклеотидтерден кұралған және олардың соңғы кұрылысы бір-біріне ұқсас болып келеді. Олардың молекулаларының соңғы құрылысы беденің 3 құлақты жапырағына ұқсас. Т-РНК, молекуласының 2 ерекше қасиеті белгілі: 1) т-РИҚ-ның 3'-ушында ерекше рЦ рЦ рА-ОН-тан тұратын бос нуклоотид тізбегі болады, осы ұшымен т-РНҚ-ға сәйкес келетін амин қышқылы ковалентті байланысады; 2) т-РНҚ-ның қарама-қарсы ұшында 3' нуклеотидтен тұратын антикодон болады.

Т-РНҚ-ның негізгі қызметі-өзіне сәйкес амин қышқылын "танып" 3'-ОН ұшына қондыру және а-РНҚ-ның антикодонға компляментарлы кодонын "танып" өзі алып келіген амин қышқылын полипептид тізбегіне орналастыру болып саналады Аминкышқылының өзіне сәйкес т-РНҚ молекуласының 3'-ОН ұшына ковалентті байланысуы ерекше аминоацил т-РНҚ-сиитетаза ферментінің. қатысуы арқылы жүреді.

$C:\Documents and Settings\Администратор\Local Settings\Temporary Internet Files\Content.Word\Изображение 043.jpg$

20 амин қышқылына сәйкес 20 аминоацил т-РНҚ синтетаза ферменттері болады. Аминоацил т-РНҚ синтетаза ферменттері өздеріне сәйкес келетін амин қышқылдарымен т-РНК-ның бір-бірін "танып", амин қышқылының т-РНҚ молекуласының З’-ОН ұшына коваленттік байланысуын қамтамасыз етеді. Бұл процесс 2 сатыдан тұрады. Алғашқы сатыда амин қышқылдары активтенеді: Мысалы, Серилацилт - РНҚ - синтетаза + серин + АТФа (серилацил-АМФ) Серил - т - РНҚ - синтетаза + Ррі; Екінші сатыда активтенген амин кышқылы - өзіне сәйкес т-РНҚ-ның 3'ОН ұшымен байланысады. (Серилацил-АМФ) серил - т - РНК - синтетаза + т - РНҚ а серид - т - РНҚ Сер + серил - т - РНҚ - синтетаза - + АМФ түзіледі.

Аминоацил-т-РНҚ-синтетаза ферменттері трансляция процесінің қателіксіз жүруін, яғни а-РНҚ кодына колинеарлы (сәйкес) полипептад молекуласының синтезделуін, қамтамасыз етеді. Демек, трансляцияның қателіксіз жүруі аминоацил-т-РНҚ-синтетаза ферменттерінің өздеріне сәйкес амин кышқылдарын "танып" оларды тиісті т-РНҚ-ға қондыруына байланысты болады. Сонымен қатар, аминоацил-т-РНҚ - синтетаза ферменттері бақылаушылық қызметін де атқарады. Мысалы, изолейцил-т-РНҚ - синтетаза ферменті өзіне сәйкес т-РНҚ орнына басқа - "жат" т-РНҚ, айталық т-РНҚФен, "таныды" делік. Осының нәтижесінде изолейцин-т-РНҚИзол орнына изолейцил-т-РНҚФен кешені пайда болар еді. Осы кателіктің нәтижесінде синтезделуші ақуыз молекуласында фенилаланин амин қышқылының орнына изолейцин амин қышқылы орналасар еді. Бірақ, фенилаланин-т-РНҚ-синтетаза ферменті өзінің т-РНҚФен-сымен жат амин қышқылының қосылғанын сезіп қалып қате кешенді-изолейцин амин қышқылына және т-РНКфен-ге ыдыратады.

Аминоацил-т-РНҚ-синтетаза ферменттерінің екінші бақылаушылық қызметі амин қышқылдардың активтену сатысында байқалады. Айталық, изолейцил-т-РНҚ-синтетаза ферменті изолейцин амин қышқылының орнына валин амин қышқылын активтендірді делік.

Изолейцил-т-РНҚ-синтетаза+валин+АТФ-»(валилацил-АМФ) изолейцил - т-РНҚ-сиитетаза+Ррі.

Сонда, келесі сатыда "қате" түзілген кешен т-РНҚИзол мен әрекеттескенде валил-т-РНҚИзол пайда болуының орнына врли-лацил-АМФ, еркін валин амин қышқылына және АМФ-ге гидролизденеді.

(Валилацил-АМФ) изолейцил-т-РНҚ-синтетаза+т-РНҚИзол -> валин + АМФ+т-РНҚҢзол+изолейцил-т-РНҚ-синтетаза.

Сонымен, аминоацил-т-РНҚ-синтетаза ферменттері нақтылы амин қышқылдарын өздеріне тиісті антикодондармен байланыстырып генетикалық ақпараттың трансляциялану процесінде маңызды рөл атқарады. Сонымен қатар, бұл ферметтердің қос қабат бакылаушылық қызметі нәтижесінде трансляция процесінің қателіксіз жүру деңгейі едәуір жоғарылайды. Мысалы, амин қышқылдардың "қате" активтенуі шамамен 100 изолейцин молекуласынан 1 валинға тең болса, активтенген аминқышқылының "жат" т-РНҚ мен байланысуы 1/180 тең, сонда трансляцияның жалпы қателігі 1/100 х1/180=1/18000-нан аспайды.

Аминоацил-т-РНҚ кешені пайда болғаннан кейін олар рет-реттерімен тізіліп орналасып, амин қышкылдар арасында пептидтік байланыс пайда болады. Оны рибосоманың үлкен бөлшегінде кездесетін ерекше фермент - пептидил - трансфераза ферменті қалыптастырады. Екі амин қышқылдары арасында пептидтік байланыс пайда болғаннан кейін рибосома бір кодонға солға қарай жылжиды, осының нәтижесінде инициаторлық кешен рибосомадан сыртқа шығады, А учаскедегі кешен 11 учаскеге өтеді, ал А учаскесіне а-РНҚ-ның үшінші кодонына сәйкес келетін т-РНҚ өзінің амин қышқылымен келіп орналасады, содан кейін екінші және үшінші амин қышқылдары арасында пептидтік байланыс пайда болады. Бұл жерде элонгация факторлары - ЕҒ-1, ЕҒ-2 қатынасады. Содан кейін рибосома тағы бір кодонға солға жылжып А учаске босайды. Осылайша ақуыз синтезі А учаскеге а-РНК-ның терминаторлық кодондары келіп жеткенге дейін жалғаса береді. Терминаторлық кодондарды (УАА, УАГ, УГА) арнайы терминация факторлары - RF-1, RF-2 "таниды". Терминаторлық кодондарға сәйкес келетін амин қышқылдары болмағандықтан А - учаске бос қалып, пептидил-трансфераза ферменті пептидтік байланыс жасай алмайды, сондықтан рибосома 2 бөлшекке ыдырайды, синтезделген полипептид бөлініп шығады. Осылайша ақуыз синтезі аяқталады.

Жәй ақуыздар

Ғылыми зерттеу жұмыстарының нәтижесінде, аминқышқылдаарынан ғана тұратын ақуыздардың өте аз екендігі дәлелденілді, сондықтан жалпы жіктелу жүйесі бойынша алынған жәй ақуыздары екі топқа бөлінеді: ақиқат және шартты жәй ақуыздарға. Ақиқат жәй ақуыздарға гистондар, альбуминдер, протаминдер жатады. Шартты жай ақуыздарға протеинойдтар, глобулиндер, проламиндер, глютелиндер жатады, олардың құрамына өте аз мөлшерде ақуызға жатпайтын компоненттер (моносахаридтер, дисахаридтер, олигосахаридтер, липидтер, металлдар) кіреді.

Гистондар. Бұл ақуыздар негіздік қасиет көрсетеді, олардың құрамына негізінен лизин мен аргинин (20-30%) кіреді. Гистондар екінші реттік құрылым ғана түзеді, олардың молекулалық салмағы жоғары емес (11000-24000) құрамындағы лизин мен аргининнің сандық мөлшеріне байланысты, гистондардың бес түрі белгілі: H ₁ , Н _2а , Н _2в , Н ₃ , Н ₄ . Гистондық фракциялардың изоэлектірлік нүктелері 9, 5-ДНҚ аралығында болады. Табиғи жағдайда гистондар хроматиннің ДНҚ- сымен электростатикалық байланыстармен байланысқан (көпжасушалы организмнің рН мағынасында гистон оң, ал ДНҚ теріс заядталынған) . Гистондар құрылымдық реттеуші қызметтерін атқалы Гистондардың төрт фракциясы нуклесомдарды түзуге, ал Hi фракциясы нуклесомдар арасындағы ДНҚ-ның фрагменттерін орауға

қолданылады, яғни хроматинді және хромосомды түзуге жүмсалады Гистондардың реттеуші қызметтеріне, олардың әсерімен ДНҚ-даі РНК=ға берілетін гендік мәліметтердің реттелуі жатады Протаминдер. Бұл ақуыздардың құрамына кіргіш аминқышқылдарының 60-85% аргининнен тұратындықтан, протаминдер өте жоғарғы негіздік қасиет көрсетеді. Олардың молекулалық салмағы төмен, 4000-12000 аралығында болады. Протаминдер ұрықтардың хроматинінің ДНҚ - сымен байланыс түзеді. Осы ақуыздар негізінең барлық сперматозоидтарында кездеседі. Кейбір протоминдер, өздерінің алыну көзіне байланысты аталады. Мысалы: лосось ұрығына алынған протаминдер сальмин, селдь уылдығынан-клупейн, форель ұрығынан - труттин, скумбрия ұрығынан - скумбрин деп аталады.

Протаминдер құрылымдық қызметін атқарады, бірақта реттеуші қызметін атқармайды, сондықтан Бұл ақуыздар бөліне алмайтьн жасушалардың (сперматозоидтардың) қүрамына кіреді.

Проламиндер. Бұл ақуыздар өсімдік ақуыздарына жатады, олар суда, түз ертіндісінде, қышқылда, сілтіде ерімейді. Ал, этанолдың 60 - 80 % судағы ертіндісінде проламиндер ериді. Ақуыздың осы ерекше қасиеті, олардың қүрамына гидрофобтық аминқышқылдарының көп мөлшерде кіруіне байланысты. Бөлініп алынатын көздеріне байланысты проламиндер аталады: бидайдан- глиадин, арпадан- гордеин, сұлыдан - авенин, жүгеріден - зеин.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.