Reacțiile sintezei matricei.
În sistemele vii, întâlnim un nou tip de reacție, cum ar fi dublarea ADN-ului sau reacția de sinteză a ARN-ului. Astfel de reacții nu sunt cunoscute în natură neînsuflețită. Acestea se numesc reacții de sinteză a matricei.
Termenul "matrice" în inginerie desemnează formularul utilizat pentru turnarea de monede, medalii, tipografice; Metalul solidificat reproduce exact toate detaliile matriței folosite pentru turnare. Sinteza matricii seamănă cu o turnare pe o matrice: moleculele noi sunt sintetizate în conformitate exactă cu planul stabilit în structura moleculelor deja existente. Principiul matricei subliniază cele mai importante reacții ale sintezei acizilor nucleici și a proteinelor. În aceste reacții, este furnizată o secvență exactă de unități monomer în polimerii sintetizați. Monomerii intră într-un anumit loc pe molecule, servind ca o matrice, unde reacția se desfășoară. Dacă astfel de reacții au avut loc ca urmare a unei coliziuni aleatoare a moleculelor, acestea s-ar desfășura infinit încet. Sinteza moleculelor complexe bazate pe principiul matricei este realizată rapid și precis.
Rolul matricei în celulă este jucat de macromolecule de ADN sau ARN de acizi nucleici. Moleculele monomere din care este sintetizat polimerul - nucleotidele sau aminoacizii - în conformitate cu principiul complementarității, sunt localizați și fixați pe matrice într-o ordine strict definită. Apoi, unitățile monomere sunt legate la lanțul polimeric, iar polimerul finit coboară din matrice. După aceasta, matricea este gata să asambleze o nouă exact aceeași moleculă de polimer.
Reacțiile de tip matrice sunt o caracteristică specifică a unei celule vii. Ele sunt baza proprietății fundamentale a tuturor lucrurilor vii - abilitatea de a se reproduce așa.
Broadcast.
Informații despre structura de proteine înregistrate în m-ARN ca o secvență de nucleotide care este implementată ca o secvență de aminoacizi din molecula de proteină sintetizată. Acest proces se numește traducere (latină "translational" - traducere, traducere). Pentru a înțelege modul în care ribozomului vine difuzat se referă la ilustrația din figura 83. Ribozomii sunt reprezentate ca organisme ovoidale înșirate pe ARNm. Prima bandă intră ribozomului și molecula de ARNm la capătul din stânga și începutul sintezei proteinelor. Deoarece asamblarea moleculei de proteină și se târăște pe ARN ribozom (în figură în jos). Când ribozomului va merge mai departe cu același scop pe și introduce un al doilea ARN ribozom care, la fel ca prima, care începe sinteza și se deplasează după prima ribozomului. Apoi, pe ARNm ribozomului intră în a treia, a patra, etc. Toate acestea efectuează același loc de muncă: .. Fiecare sintetiza aceeași proteină, programată pentru acest ARNm. Continuarea progresul ribozomului și ARN-ului, cu atât mai mare lungimea moleculelor de proteine sunt „asamblate“. Când ribozomului ajunge la capătul opus al ARNm-ului, sinteza este terminată. Ribozom formate cu proteina părăsește mARN. Apoi, ele se deosebesc: ribozom - orice și ARN (deoarece este capabil de a sintetiza orice proteină, natura proteinelor depinde de matrice-ARN), o moleculă de proteină - în reticulul endoplasmic și se mută la locul celulei unde este necesară formă activă proteine. La capătul din stânga al ARNm pentru a veni mai mulți ribozomilor și sinteza proteinelor este continuă. Numărul de ribozomi care se potrivesc simultan pe o moleculă de ARNm depinde de lungimea sa. Astfel, în molecula de ARN și care programează sinteza hemoglobinei proteină plasate cinci ribozomi.
Mecanismul de funcționare al ribozomului este explicat în Figura 84.
Mărimea porțiunii ribozomului în care are loc translația este de 6 nucleotide, adică două triplete. Prin urmare, atunci când ribozomul alunecă prin i-ARN, două triplete adiacente de nucleotide sunt întotdeauna simultan în centrul funcțional al ribozomului (PCR).
Ribozomul se deplasează prin i-ARN dintr-un triplet într-un triplet, dar nu ușor, dar intermitent, prin "pași". După terminarea traducerii unui triplet, ea sare la următorul triplet și se oprește pentru o clipă. Operația de traducere nu durează mai mult de 1/5 - 1/6 s, iar lanțul polipeptidului este extins cu o legătură. Următorul este un "pas" pe următorul triplet, din nou o oprire scurtă și așa mai departe până la sfârșitul căii de-a lungul ARN-ului.
Figura 84 prezintă un ribozom care se deplasează de-a lungul i-ARN. După cum se poate observa, ribozomului este deja un fel de-a lungul mARN, a difuzat deja mai multe tripleți, și ca rezultat o polipeptidă mică sintetizat care atârnă de ribozomului. Figura 84.1 prezinta momentul în care ribozomului tocmai a terminat de radiodifuziune triplet TSGU. Acum RDC sunt două triplete de ARNm: TSGU și GUC. TsSU este un triplet, traducerea căruia sa încheiat; GTC este un triplet, traducerea căruia începe. GUC încă disponibile, și TSGU legat cu m complementar ARN, din care atârnă un lanț polipeptidic.
Figura 84.2 prezintă momentul în care, prin regula complementarității, ARN-ul t, care poartă valina aminoacidului (arborelui), este atașat la TSC de tripletul de cod. Aminoacidul (arborele) furnizat și restul aminoacidului superior al lanțului polipeptidic (arg) sunt adiacente. Între ele există o legătură peptidică. Lanțul polipeptidic este extins de o legătură.
În Figura 84.3, lanțul polipeptidic este deplasat de la nucleotidul drept (CGU) spre stânga (GUC) și se blochează pe acesta.
În Figura 84.4, ribozomul se mișcă brusc la următorul triplet. Tripletul TSU cu tARN este în afara FCS, tARN este separat de TSU și este extras din ribozom. Apoi, toate etapele se repetă și lanțul polipeptidului crește după legătură. Acesta este modul în care funcționează ribozomul - această organelă uimitoare a unei celule, care se numește pe bună dreptate "automatul molecular" al sintezei proteinelor.
Mai recent, la începutul anilor '50, pentru prima dată proteina a fost sintetizată artificial. Acesta a fost insulina, a cărei catenă polipeptidă constă doar din 51 reziduuri de aminoacizi. Pentru a o sintetiza, au fost necesare aproximativ 5.000 de operațiuni. Zece persoane au luat parte la această lucrare timp de trei ani. După cum puteți vedea, în laborator, sinteza proteinelor necesită un efort enorm, timp și bani. Într-o celulă vie, sinteza unei molecule de proteine constând în 200-300 de unități de aminoacizi se termină foarte repede - în 1 până la 2 minute.
Rolul enzimelor în biosinteza proteinelor.
Sinteza proteinelor nu are loc fără participarea enzimelor. Toate reacțiile de sinteză a proteinelor sunt catalizate de enzime speciale. Cu participarea enzimelor există o sinteză a ADN-ului, i-ARN. Există enzime speciale care asigură captarea și cuplarea aminoacizilor cu tARN. În cele din urmă, în ribozom, o enzimă care leagă aminoacizii unul cu celălalt funcționează în procesul de asamblare a proteinelor.
Energetica biosintezei proteinelor.
Orice proces de sinteză are nevoie de energie. Biosinteza proteinei este un lanț de reacții sintetice; sinteza de ARN-i; combinația de aminoacizi cu tARN; "Adunarea" proteinelor. Toate aceste reacții necesită costuri de energie. Energia pentru sinteza proteinelor este eliberată după clivajul ATP.
Fundamentele citologiei
Trimiteți-le prietenilor: