Structura secundară a ARN
molecule de ARN, în contrast cu ADN-ul, construit dintr-un lanț de polinucleotide singur. Cu toate acestea, în acest circuit sunt complementare reciproc regiuni, care pot interacționa pentru a forma un dublu helix. Când această pereche de alăturat nucleotidice A. U, G. C. Astfel de porțiuni spiralized (numite pini) conțin de obicei un număr mic de perechi de baze (20-30) și sunt alternate cu porțiuni nespiralizovannymi (Figura 3.2.):
Fig. 3.2. Structura secundară a ARN
Particularitățile structurii și funcției, există trei tipuri de bază de ARN: ARN ribozomal (ARNr), ARN de transfer (ARNt) și ARN mesager (m-ARN). ARN-ul matricial reprezintă aproximativ 2% din ARN-ul total al celulei. ARN-ul matricial se numește și ARN-ul de informare (i-ARN). Cantitatea de ARN-i corespunde numărului de proteine diferite din celulă.
Biosinteza acizilor nucleici și a proteinelor (biosinteza matricelor)
Structura primară a majore biopolimerilor - proteine și acid nucleic - pot fi comparate cu intrare alfabetic: și în care, iar în alt caz nu este arbitrară, dar strict specificate, „având semnificația“ elementelor striping - monomeri sau litere. Pe această bază, acizii nucleici și proteinele se numesc molecule de informație.
Pentru a obține astfel de molecule, nu este suficientă amestecarea monomerilor și asigurarea condițiilor pentru formarea unei peptide sau a unei legături fosfodiesterol, este necesar un program care determină secvența de adiție a diferiților monomeri la lanțul de polimer în creștere. Când biosinteza noi molecule de acizi nucleici și proteine, purtătorii unui astfel de program sunt acizi nucleici; în acest rol se numesc matrice. Matricea în timpul sintezei matricei nu este consumată și poate fi utilizată de mai multe ori; în acest sens, este similar cu un catalizator.
Există trei tipuri principale de biosinteză a matricelor:
1) biosinteza ADN-ului (replicarea ADN-ului) folosind ca matriță molecule ADN deja existente;
2) biosinteza ARN-ului pe matricea ADN (transcripție);
3) biosinteza proteinelor utilizând ARN ca șablon (traducere).
Replicare ADN
Structura dublu helix ADN permite sa prezinte o replicare simplă: două catene de ADN care formează spirala primul derulată prin ruperea legăturilor de hidrogen dintre baze complementare, lanțuri divergente, și apoi jumătate din fiecare singură moleculă de ADN catenar fiind terminată înainte întreaga moleculă dublu catenară.
În acest caz, fiecare lanț servește ca o matrice, la care se ajustează un lanț complementar prin asocierea bazelor. Nucleotidele libere provine din organite celulare (ribozomi), enzima ADN polimerază le leaga in fosfatul peptidic coloana vertebrală și bazele azotate se leagă cu nucleotidă matrice complementaritate baze azotate:
Astfel, din fiecare moleculă de ADN original, se obțin două copii cu structură identică, adică formarea de perechi de baze este baza chimică pentru citirea informațiilor biologice codificate în secvența nucleotidică.
ADN-ul este purtătorul de informații genetice. O regiune a ADN care poartă informații despre un lanț polipeptidic se numește o genă. Fiecare moleculă de ADN conține multe gene diferite care codifică sinteza unei proteine specifice. Atunci când împărțiți o "copie", ADN-ul se diferențiază prin două celule fiice, fiecare dintre acestea având, prin urmare, aceleași informații care sunt în celula "mamă" și, prin urmare, aceleași seturi de gene.
Dar ADN-ul nu participă în mod direct la sinteza proteinelor. Acesta este conținut în cromozomii nucleului și este separat de o membrană nucleară. Un intermediar informativ este trimis la ribozomi - ARN-ul de informare. Cum se întâmplă acest lucru? Pentru aceasta, două alte tipuri de biosinteză a matricei - transcriere și traducere - servesc.
Biosinteza ARN (transcripție)
Sinteza ARNm are loc în prezența ADN-ului, îndeplinind rolul matricei (matricea este una dintre catenele de ADN).
Sinteza ARN are loc în direcția de la capătul 5 'la capătul 3'. Toate moleculele sintetizate de ARN-i au o structură complementară matricei (adică, una din lanțurile ADN). Transcripția este catalizată de către polimeraza ARN-ului enzimatic. Enzima este atașată la matrice nu în nici un loc, ci în zone speciale numite promotori: în aceste părți ale moleculei ADN există secvențe de nucleotide recunoscute de către polimeraza ARN.
Legarea ARN polimerazei la promotor are ca rezultat o divergență locală a lanțurilor de nucleotide din această regiune; unul din lanțuri servește drept matrice. Capacitatea molecula de ARN are loc prin deplasarea de-a lungul ARN polimeraza ADN-ului prin aderarea la un alt ribonucleotide, dezoxiribonucleotidică complementar ADN-ul, care este în prezent în centrul activ al ARN polimerazei.
În regiunea ADN unde se termină gena, există o secvență de nucleotide (codonul de terminare), ajungând la care ARN polimeraza și ARN-ul sintetizat sunt separate de ADN. Astfel obținute molecule de ARN individuale, fiecare dintre ele conținând informații ale unei gene sau a unui grup de gene (numite operon) care poartă informații privind structura de proteine necesare pentru a îndeplini aceeași funcție.
Biosinteza proteinelor (traducere)
Biosinteza proteinelor diferă de celelalte tipuri de sinteză a matricilor prin două caracteristici principale:
1) nu există o corespondență între numărul de monomeri din matrice și produsul de reacție (în nucleotidele diferite de ARN-4, și în proteine 20 de aminoacizi diferiți);
2) ribonucleotide structura (monomer matrice) și aminoacizi (produs de monomeri), astfel încât selectiv interacțiunea dintre ele, cum ar fi formarea perechilor AT, CG, nu este posibil, cu alte cuvinte, între mARN (matrice) și lanțul proteic peptidă (produs) nu complementarității .
Din aceasta rezultă că mecanismul de utilizare a matricei în sinteza proteinelor trebuie să fie diferit decât în cazul sintezei ADN și ARN. Dacă replicarea și transcripția pot fi comparate pur și simplu cu rescrierea textului, traducerea este decriptarea, decodificarea informațiilor despre secvența de aminoacizi codificată cu secvența de nucleotide. Metoda codării în acizi nucleici a informațiilor despre structura primară a proteinelor a fost numită codul biologic (se mai numește și codul genetic, nucleotidul, codul de aminoacizi).
Codul biologic este un sistem de înregistrare a informațiilor despre secvența aminoacizilor din proteine utilizând secvența nucleotidică din i-ARN.
Una din primele întrebări care apar atunci când se clarifică structura codului biologic este chestiunea numărului de cod, adică numărul resturilor de nucleotide care codifică includerea unui aminoacid în proteină. Evident, numărul de cod nu poate fi egal cu unitatea, deoarece în acest caz doar patru aminoacizi ar putea fi codificați folosind patru nucleotide.
Cu numărul de cod 2, numărul de perechi de nucleotide diferite va fi egal cu numărul de permutări ale patru elemente de 2, adică 4 = 16, care este, de asemenea, insuficientă pentru codificarea tuturor aminoacizilor. Numărul de tripleți diferiți de nucleotide este de 4 = 64. Acesta este de mai mult de trei ori numărul minim necesar pentru a codifica 20 de aminoacizi. S-a demonstrat experimental că în codul biologic codul este de trei: un triplet de resturi de nucleotide (triplet) care codifică includerea unui aminoacid este numit codon.
61 din 64 de triplete care codifică pentru aminoacizi este utilizat, și trei - UAA, UAG și UGA - denotă sfârșitul matricei: în aceste tripleți reziliază construi în continuare lanțul peptidic - tripleții terminator. Fiecare triplet codifică numai un singur aminoacid. Această proprietate a codului se numește specificitate sau unicitate.
Pe de altă parte, un aminoacid poate fi codificat de două sau mai multe (până la șase) triplete diferite, adică codul este degenerat.
Calea de informații de la ADN la proteine este după cum urmează:
Până în prezent, codul biologic a fost studiat într-un număr mare de organisme diferite - de la viruși și bacterii la animale mai mari. În toate cazurile, a fost la fel. Această universalitate a codului indică încă o dată unitatea originii tuturor formelor de viață de pe Pământ.
O eroare în codul biologic duce la diferite boli. De exemplu, la persoanele sănătoase dintr-o genă care transporta informații despre hemoglobină în lanț, un triplet de GAA sau GAG, aflat pe locul șase, codifică acidul glutamic. La pacienții cu hemofilie, a doua nucleotidă din acest triplet este înlocuită cu U, iar GUA sau GUG codifică valina aminoacidului.
LV Timoshchenko, M.V. Chubik
Acizii organici pot fi obținuți atât în condiții anaerobe Așa-numitele procese de fermentare # 41 și în condiții aerobe Procese de oxidare # 41;
Microbiologie industrială. Producția de aminoacizi
Metaboliții primari sunt compuși moleculați mici necesari creșterii microbilor: unele dintre ele sunt blocuri de macromolecule, altele sunt implicate în sinteza coenzimelor. Printre cei mai importanți metaboliți primari ai industriei pot fi identificați aminoacizii, acizii organici, bine.
Morfologia microorganismelor. Structura celulei bacteriene și metodele de investigare a acesteia
Bacteriile sunt procariote și diferă semnificativ de celulele vegetale și animale Eucariotele # 41; Acestea aparțin organismelor cu o singură celulă și constau dintr-un perete celular, o membrană citoplasmică, o citoplasmă, un nucleoid Componentele obligatorii ale celulei bacteriene # 41; Unii ba.
Trimiteți-le prietenilor: