Acasă | Despre noi | feedback-ul
Principalele căi de utilizare a aminoacizilor în celulele corpului sunt prezentate în Fig. 51.
Fig. 51. Modalități de utilizare a aminoacizilor în celulele corpului
Principalul mod de utilizare a aminoacizilor este sinteza proteinelor specifice proteinei: structurale, contractile, proteine-enzime, hormoni de natură proteică în locul proteinelor decăzute. Rata de reînnoire a proteinelor tisulare este destul de ridicată. Deci, timpul de înjumătățire al proteinelor hepatice este de aproximativ 9 zile, proteinele țesutului muscular aproximativ 120 de zile.
O altă modalitate importantă de utilizare a aminoacizilor este sinteza diferitelor substanțe biologic active. Chiar dacă exclus din acest grup de proteine-enzime și natura hormonilor de proteine, le deplasează la grupul de proteine, rămân suficient de mare grup de substanțe: hormoni, polipeptide, hormoni - derivate de aminoacizi și alți compuși în organism, în principal, care exercită funcții de reglementare.
O porțiune a aminoacizilor (atât din sistemul digestiv, cât și din defalcarea proteinelor tisulare) este utilizată ca sursă de energie. Unii aminoacizi pot fi transformați în carbohidrați, în lipide. Deși acesta din urmă este cel mai probabil atunci când intră în corpul de proteine în exces. O altă modalitate foarte importantă de utilizare a aminoacizilor este sinteza aminoacizilor interschimbabili. Luați în considerare cele mai importante modalități de utilizare a aminoacizilor în celulele corpului.
Sinteza proteinei este un proces complex în mai multe etape, principalele etape ale cărora sunt transcripția, activarea aminoacizilor și traducerea. Să luăm în considerare etapele de bază ale sintezei proteinelor.
Transcrierea. Specificitatea unei proteine este determinată de setul de aminoacizi și de ordinea asocierii lor în molecula de proteină. Setul de aminoacizi și ordinea legăturii lor este codificată în molecula ADN printr-o secvență de nucleotide. Fiecare aminoacid este codificat de trei nucleotide adiacente - tripleți sau codoni. Principala caracteristică distinctivă a diferitelor nucleotide sunt constituenții azotați care intră în compoziția lor, care se găsesc în ADN în patru tipuri: adenină, guanină, timină și citozină. Combinațiile a trei baze azotate pot forma 64 de tripleți diferiți.
Moleculele ADN sunt în nucleu și nu participă direct la sinteza proteinelor. Informațiile despre secvența aminoacizilor dintr-o moleculă de proteină specială sunt transferate de la ADN la situsurile de sinteză cu ajutorul ARN-ului de informație (ARN-i). Transcripția este procesul de sinteză a ARN-ului în regiunea ADN care conține informații despre secvența aminoacizilor dintr-o moleculă de proteină specială. O astfel de regiune a ADN-ului se numește o genă sau un cistron.
Transcrierea începe cu descompunerea legăturilor de hidrogen dintre două catene ADN complementare utilizând enzima ADN polimerază. Apoi, există o întoarcere a helixului ADN-ului în zonă care transporta informațiile necesare pentru sinteza proteinelor. Transcrierea este completă prin sinteza ARN-i cu participarea ARN polimerazei enzimatice. Ca rezultat, informațiile despre secvența aminoacizilor din molecula de proteină sunt transferate la i-ARN. I-ARN iese din nucleu în citoplasmă și se alătură ribozomului.
Activarea aminoacizilor. Proteinele active sunt implicate în sinteza proteinelor. Activarea aminoacizilor începe cu interacțiunea lor cu ATP, ceea ce duce la formarea unui complex macroergic al aminoacidului (Ak) cu AMP (aminoacidadenilat - Ak
AMP) și pirofosfat anorganic (PFN):
Apoi, aminoacidul activat reacționează cu ARN-ul de aminoacid de transport corespunzător (ARN-t) pentru a forma complexul de aminoacid macroergic cu tARN (aminoacil
AMP + t-ARN → Ak
Reacția este catalizată de enzimă aminoacil-t-ARN-sintetază. Această etapă a sintezei proteinelor a fost numită recunoașterea. .
RNA-urile de transport sunt molecule relativ mici, formate din 80-100 nucleotide. Fiecare aminoacid corespunde la unul până la șase tipuri de ARN-t cu care poate forma un complex. Transport ARN-urile au două triplete specifice. Una este codonul la care este atașat aminoacidul, celălalt este anticodonul, care poate fi atașat la codonul aminoacidului corespunzător din ARN-i prin principiul complementarității. Rolul tARN este redus nu numai la eliberarea aminoacizilor în situsurile de sinteză a proteinelor - ribozomi, dar și la transferul de informații de la secvența de nucleotide la secvența de aminoacizi.
Broadcast. Sinteza directă de proteine (translație) se realizează pe formațiuni intracelulare speciale numite ribozomi. Ribosomii sunt construiți din nucleoproteine care conțin aproximativ 60% ARN și 40% proteine diferite. Ele oferă o citire a informației genetice de la ARNm și implementarea acestuia în secvența de aminoacizi din molecula de proteină sintetizată. Ribozomii posedă proprietăți enzimatice, catalizând formarea legăturilor peptidice între aminoacizi. In timpul sintezei moleculei de proteină și ARN-ul se deplasează între cele două subunități ribozomale, dintre care una este atașată o enzimă specifică-sintetizarea proteinelor (peptidil). În timpul acestei migrări, codonii i-ARN interacționează cu anti-codonii tARN. In aceasta enzima-sintetizarea proteinelor catalizează adiția unui rest de aminoacid al ARNt la lanțul polipeptidic. Formarea și elongația lanțului polipeptidic pe ribozom (elongația) are loc cu consumul de energie, care este sursa de energie compușilor guanintrifosfat (GTP).
Finalizarea sintezei proteinelor (terminația) este asigurată de codoni speciali în i-ARN (semnale de oprire), care nu sunt utilizați pentru codificarea aminoacizilor. Deja în procesul de sinteză a proteinelor se formează secvența primară (aminoacizi) și structura secundară a moleculei de proteină. După finalizarea sintezei și separării lanțului polipeptidic de ribozom, se formează structura terțiară și cuaternară a proteinei. În formarea structurii terțiare și cuaternare a proteinei, participă organele intracelulare suplimentare (aparatul Golgi).
Sinteza proteinelor este un proces intensiv de energie. Adăugarea unui aminoacid la lanțul polipeptidic necesită costul a cel puțin cinci molecule ATP. Când aminoacidul este activat, ATP se descompune la AMP, ceea ce echivalează cu costul a două molecule ATP. La etapa de translație, se consumă o moleculă de GTP. În procesul de alungire, două molecule GTP sunt consumate pentru fiecare aminoacid atașat la lanț. Și, în final, terminarea (finalizarea sintezei) necesită costul unei alte molecule GTP.
Resinteza GTP apare în reacția GDF cu ATP:
GDF + ATP = GTP + ADP
În consecință, una dintre cele mai importante condiții pentru sinteza proteinelor este posibilitatea de a furniza acest proces cu o cantitate suficientă de energie.
Aminoacizii care nu sunt utilizați pentru sinteza proteinelor suferă diverse transformări, care, în cea mai mare parte, încep cu trei tipuri de reacții: decarboxilare, transaminare, deaminare.
Trimiteți-le prietenilor: