Egy polipeptidlánc szintézise egy riboszómán
A mátrixszintézis reakciói.
Élő rendszerekben új típusú reakciót tapasztalunk, például a DNS megduplázását vagy az RNS szintézisének reakcióját. Az ilyen reakciók nem ismeretesek az élettelen természetben. Mátrix szintézisreakcióknak nevezik őket.
A "mátrix" kifejezés a tervezésben az érmék, érmek, tipográfiai típusok megadására használt formát jelöli; A megszilárdult fém pontosan az öntéshez használt öntőforma minden részletét reprodukálja. A mátrix szintézise hasonlít egy mátrixon történő öntésre: az új molekulákat a már meglévő molekulák szerkezetében meghatározott tervnek megfelelően állítják elő. A mátrix elv alapja a nukleinsavak és fehérjék szintézisének legfontosabb reakciói. Ezekben a reakciókban a szintetizált polimerek monomer egységeinek pontos szekvenciáját biztosítjuk. A monomerek egy bizonyos helyre lépnek a molekulákra, mátrixként szolgálva, ahol a reakció folytatódik. Ha ezek a reakciók a molekulák véletlen ütközésének eredményeképpen következtek be, akkor végtelenül lassan haladnának. A mátrix elvén alapuló komplex molekulák szintézise gyorsan és pontosan történik.
A mátrix szerepe a sejtben a nukleinsavak DNS-je vagy RNS makromolekuláinak játéka. A monomer molekulák, amelyekből a polimert szintetizálják - nukleotidokat vagy aminosavakat - a komplementaritás elvével összhangban helyezik el és rögzítik a mátrixon szigorúan meghatározott sorrendben. Ezután a monomer egységek a polimer lánchoz kapcsolódnak, és a kész polimer leereszkedik a mátrixból. Ezután a mátrix készen áll egy új, pontosan ugyanolyan polimer molekula összeállítására.
A mátrix típusú reakciók egy élő sejt sajátossága. Ezek az alapok az összes élőlény alapvető tulajdonságának - az a képesség, hogy ilyen módon reprodukálják magukat.
Broadcast.
Információ fehérje szerkezet rögzíti a m-RNS-t mint nukleotid szekvencia van megvalósítva aminosavak szekvenciája a szintetizált fehérje molekula. Ezt a folyamatot fordításnak hívják (latin "transzlációs" - fordítás, fordítás). Annak érdekében, hogy megértsék, hogy a riboszóma jön sugárzott lásd az ábrán a 83. ábra riboszómák ábrázoltuk tojásdad szervek felfűzve mRNS-t. Az első riboszóma belép a szálas i-RNS molekulába a bal oldalon, és elindítja a fehérjeszintézist. A fehérjemolekula összeállításakor a riboszóma az i-RNS mentén csúszik (az ábrán fentről lefelé). Amikor a riboszóma fog haladni az ugyanabból a célból-on, és belép egy második riboszóma RNS, amely, mint az első, a szintézis kiindulási vegyülete, és mozog, miután az első riboszóma. Ezután az mRNS riboszóma belép a harmadik, negyedik, stb Ezek mind elvégzi ugyanazt a munkát: .. Minden szintetizálni ugyanaz a fehérje, programozott erre mRNS. Minél tovább fokozódik az i-RNS mentén a riboszóma, annál nagyobb a molekulatömeg hossza. Amikor a riboszóma eléri az i-RNS ellentétes végét, a szintézis vége. A kialakult fehérjével rendelkező riboszóma az i-RNS-ből származik. Aztán, hogy eltérnek: riboszóma - bármely és RNS-t (mivel ez képes szintetizálni minden olyan fehérjét, fehérje jellegű függ a mátrix-RNS), egy fehérje-molekula - az endoplazmatikus retikulumban, és mozog a cella-hellyel, ahol ez szükséges aktív formában fehérje. Az i-RNS bal végétől egyre több riboszóma lép be, és a fehérjeszintézis folytatódik. Az i-RNS molekulákon egyidejűleg elhelyezkedő riboszómák száma hossza függ. Így a hemoglobin fehérje szintézisét programozó i-RNS molekulánál legfeljebb öt riboszómát helyezünk.
A riboszóma működésének mechanizmusa a 84. ábrán látható.
A riboszóma rész nagysága, amelyben a transzláció történik, 6 nukleotid, vagyis két triplet. Ezért, amikor a riboszóma az i-RNS-en keresztül csúszik, két szomszédos nukleotid triplet egyszerre jelen van a riboszóma (PCR) funkcionális központjában.
A riboszóma az i-RNS-en keresztül egy tripletumból egy tripletbe mozog, de nem simán, hanem szakaszosan, "lépésekkel". Miután befejezte egy triplet fordítását, felugrik a következő tripletre, és egy pillanatra megáll. A transzlációs művelet legfeljebb 1 / 5-1 / 6 s, és a polipeptidlánc egy linkkel meghosszabbodik. Ezután egy "lépés" a következő tripleten, ismét rövid stop, és így tovább az út végéig az i-RNS mentén.
A 84. ábra egy riboszómát mutat az i-RNS mentén. Mint látható, a riboszóma már valamilyen módon mentén mRNS már sugárzott több hármas, és ennek eredményeként egy kis szintetizált polipeptid, hogy lóg a riboszóma. A 84.1. Ábra mutatja azt a pillanatot, amikor a riboszóma éppen befejezte a TsSU tripletjének sugárzását. Az FCR-ben két hármas i-RNS van: CGU és MTC. A TsSU egy triplet, amelynek fordítása vége; A GTC egy triplet, amelynek fordítása elkezdődik. Az MSC még mindig szabad, és az CGU komplementer kapcsolódik a tRNS-hez, amelyből a polipeptid lánc lefagy.
A 84.2. Ábra bemutatja azt a pillanatot, amikor a komplementaritási szabály szerint a t-RNS, amely az aminosav valint (tengelyt) hordozza, a kód-triplethez kapcsolódik a TSC-hez. A szállított aminosav (tengely) és a polipeptidlánc (aa) felső aminosav-szekvenciája szomszédos. Közöttük peptidkötés van. A polipeptidláncot egy kapcsolattal bővítjük.
A 84.3. Ábrán a polipeptidláncot a jobb oldali nukleotidról (CGU) balra (GUC) toljuk át és lefagy.
A 84.4 ábrán a riboszómát hirtelen a következő tripletre mozgatjuk. A TSU tripletje tRNS-ével az FCS-n kívül van, a tRNS-t elválasztjuk a TSU-tól, és kivesszük a riboszómából. Ezután minden szakasz megismétlődik, és a polipeptid lánc kapcsolatot hoz létre link után. Így működik a riboszóma - ez a cellának ez a csodálatos orgonája, amelyet joggal neveznek a fehérjeszintézis "molekuláris automata" -nak.
Újabban az 50-es évek elején először a fehérjét szintetizálták mesterségesen. Inzulin volt, amelynek polipeptid-lánca mindössze 51 aminosavból áll. A szintetizáláshoz körülbelül 5000 operációra volt szükség. Tíz ember vett részt ebben a munkában három évig. Amint látja, a laboratóriumban a fehérje szintézis óriási erőfeszítést igényel, időt és pénzt. Egy élő sejtben egy 200-300 aminosavból álló fehérje molekula szintézise nagyon gyorsan megszakad - 1-2 perc alatt.
Az enzimek szerepe a fehérje bioszintézisében.
A fehérje szintézise nem fordul elő enzimek nélkül. A fehérjeszintézis minden reakcióját speciális enzimek katalizálja. Az enzimek részvételével DNS, i-RNS szintézise van. Vannak speciális enzimek, amelyek biztosítják az aminosavak befogását és összekapcsolását a tRNS-sel. Végül, a riboszómában egy olyan enzim, amely aminosavakat köt egymáshoz, a fehérje összeszerelés folyamatában.
A fehérje bioszintézisének energiája.
Minden szintézis folyamat energiát igényel. A fehérje bioszintézise a szintetikus reakciók lánca; i-RNS szintézise; az aminosavak kombinációja tRNS-sel; "Összeszerelés" fehérje. Mindezek a reakciók energiaköltséget igényelnek. A proteinszintézis energiája ATP hasítás után szabadul fel.