1 etapă. Transcrierea ADN-ului. Lanțul complementar de ARNm este completat pe șirul ADN transcris prin utilizarea unei polimeraze ARN dependente de ADN. molecula MRNA este o replică a catenei transcrise a ADN-ului, cu deosebirea că în loc de dezoxiribonucleotide ea cuprinde ribonucleotide, care include structura uracil în loc de timină.
2 etape. Prelucrarea (maturarea) ARNm. Molecula de ARNm sintetizată (transcript primar) suferă transformări suplimentare. În cele mai multe cazuri, molecula inițială de ARNm este tăiată în fragmente separate. Unele fragmente - intronuri - sunt scindate la nucleotide, în timp ce altele - exonii - sunt reticulate în ARNm matur. Procesul de conectare a exonilor "fără noduli" se numește divizare.
Etapa 3. Traducerea mRNA. Traducerea (precum și toate procesele de matrice) cuprinde trei etape: inițierea (începutul), alungirea (continuarea) și terminarea (sfârșitul).
Inițiere. Esența inițierii este formarea unei legături peptidice între primii doi aminoacizi ai polipeptidei.
Alungirea. Esența alungirii este adăugarea de aminoacizi următori, adică formarea unui lanț polipeptidic. Ciclu de lucru ribozom în timpul alungirii constă în trei pași: kodonzavisimogo ARNm și legarea aminoacil-ARNt pe A -uchastke, formând o legătură peptidică între un aminoacid și o translocație lanț polipeptidic în creștere, și eliberarea de A -uchastka.
Rezilierea. Acesta este sfârșitul sintezei lanțului polipeptidic.
În final, ribozomul ajunge la un astfel de codon mRNA care nu corespunde nici unui tRNA (și nici un aminoacid). Există trei astfel de codoni de nonsens: UAA ("ocher"), UAG ("chihlimbar"), UGA ("opal"). Pe aceste codoni de mRNA, ciclul de lucru al ribozomului este întrerupt și acumularea polipeptidei încetează. Ribozomul sub influența anumitor proteine este din nou divizat în subunități.
despicare alternativă - un proces în care exonii sunt excizate dintr-un pre-ARNm, sunt combinate în diferite combinații, care dă naștere la diferite forme ale ARNm-ului matur. Ca rezultat, o genă poate genera mai mult de o formă de proteină.
Cum se reglementează reglarea sintezei proteinelor individuale, vom examina un exemplu de celule bacteriene aranjate relativ simplu. Se știe că până când se adaugă zahărul în mediul nutritiv în care trăiește bacteria, nu există enzime în celula necesară pentru scindarea sa. Bacteria nu consumă energia ATP asupra sintezei proteinelor care nu sunt necesare în acest moment. Cu toate acestea, la câteva secunde după adăugarea de zahăr în celulă, toate enzimele sunt sintetizate care transformă în mod consecvent într-un produs necesar pentru viața bacteriilor. În loc de zahăr, poate exista un alt compus a cărui apariție în celulă "include" sinteza enzimelor care o descompun până la produsul final. Compușii care sunt expuși la acțiunea enzimelor din celulă se numesc substraturi.
Enzimele implicate într-un lanț de transformare a substratului în produsul final sunt codificate în genele succesive ale unui operon. Între aceste gene, numite structurale (așa cum determină structura enzimelor), și placa promotor-aterizare pentru ARN polimerază, există o zonă specială a operatorului ADN. El este numit pentru că este cu el începutul operației - sinteza ARNm. O proteină specială, un represor, interacționează cu operatorul. În timp ce represorul "se află" pe operator, polimeraza nu se poate bloca și începe sinteza mRNA (Figura 25).
Fig. 25. Schema de reglementare a transcrierii și translației în bacterii. ARN-polimeraza ARN-sex; P1 și P2 sunt proteine diferite de represor; Ф1, Ф2, ФЗ - enzime
Atunci când celula este marcată de substrat A, care sunt necesare pentru enzima de clivaj F-1, F-2, F-3 codificat genele structurale ale operonului A, una dintre moleculele cu represorul se leaga de substrat care împiedică citi informații despre aceste enzime. Represor legat molecula de substrat isi pierde capacitatea de a interacționa cu operatorul se abate de la ea și eliberează calea polimerazei ARN. Polymerase sintetizeaza ARNm-care oferă sinteza pe ribozomi enzime scindează substratul A. După ultima O molecula de substrat va fi convertit în produsul final, represor eliberat de către operator și calea de întoarcere aproape polimerază. Transcrierea și traducerea încetează; ARNm și enzimele, după îndeplinirea funcțiilor lor, sunt scindate până la nucleotide și, respectiv, aminoacizi.
Un alt operon care cuprinde un grup de gene care sunt codificate enzime pentru clivarea substratului B rămâne închis înainte de intrarea în celulă a moleculei de substrat (Fig. 25). Într-o serie de cazuri, produsele finale ale anumitor lanțuri de transformare pot servi ca substraturi pentru noi conducte biochimice. Nu fiecare operon are mai multe gene structurale, există operone care conțin doar o singură genă. Numărul de gene structurale în operon depinde de complexitatea transformărilor biochimice ale unui substrat dat.
Micro ARN - necodante mici molecule de ARN de 18-25 nucleotide lungi (media 22), găsit în plante, unele virusuri zhivotnyhi implicate în transcriere și reglarea posttranskiptsionnoy expresia genelor. MicroARN joacă un rol important în reglarea expresiei genelor. Micro ARN-urile sunt complementare la un fragment specific pe unul sau mai multe ARNm-uri. animale micro ARN sunt complementare 3'-UTR, în timp ce planta Mirna este, în general complementară părții de codificare a ARNm. O pereche completă sau aproape completă a bazelor între miRNAs și ARNm țintă declanșează distrugerea țintei.
Genomul uman este o colecție de materiale ereditare închise într-o celulă umană. Genomul uman este format din 23 de perechi de cromozomi prezenți în nucleu, precum și ADN mitocondrial. Douăzeci și două de perechi de autozomi, cromozomi X și Y de două sexe, precum și ADN mitocondrial uman conțin împreună aproximativ 3,1 miliarde de perechi de baze.
În timpul implementării Proiectului genomului uman, a fost determinată secvența ADN a tuturor cromozomilor și a ADN-ului mitocondrial. În prezent, aceste date sunt utilizate în mod activ în întreaga lume în cercetarea biomedicală.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: