کدام RNA مسئول سنتز پروتئین است. بیوسنتز پروتئین، نور RNA و تاریخچه زندگی

پروتئین ها از بیست اسید آمینه سنتز می شوند که پیش سازهای آن ها واسطه های مختلفی در کاتابولیسم هستند که باعث ایجاد اسکلت های کربنی می شوند. همه اسیدهای آمینه (شکل 8.15، آ) با توجه به رویکرد بیوسنتزی خود به گروه هایی تقسیم شوند. سنتز آمینو اسیدهای گروه گلوتامیک اسید (گلوتامیک اسید، گلوتامین، آرژنین، پرولین) به شکل a-ketoglutarate، یک واسطه در چرخه کربس است. یکی دیگر از واسطه های چرخه TCA، اگزالواستات، واکنشی را آغاز می کند که منجر به تشکیل اسید آسپارتیک، آسپاراژین، متیونین، ترئونین، ایزولوسین و لیزین (گروه اسید آسپارتیک) می شود. سنتز گروهی از اسیدهای آمینه معطر (تریپتوفان، فنیل آلانین و تیروزین) با متراکم شدن PEP از مسیر گلیکولیتیک و اریتروز-4-فسفات از مسیر پنتوز فسفات آغاز می شود. سایر واسطه های گلیکولیز، 3-PGA و پیرووات باعث ایجاد واکنش هایی می شوند که منجر به سنتز اسیدهای آمینه گروه سرین (سرین، گلیسین، سیستئین) و گروه اسید پیروگراپئیک (آلانین، والین، لوسین) می شود. بیوسنتز هیستیدین به شدت تحت تأثیر سنتز اسیدهای آمینه دیگر قرار می گیرد و ارتباط نزدیکی با مسیرهای سنتز پورین دارد. دو اتم کربن از حلقه ایمیدازول پنج عضوی و سه اتم کربن لانجوگ شبیه به فسفریبوزیل پیروفسفات هستند. قطعه C-N این حلقه از هسته پورین ATP و یک اتم نیتروژن دیگر از گلوتامین ایجاد می شود.

مسیرهای بیوسنتز اسیدهای آمینه شامل ایجاد تعدادی از اثرات مهم بر نیتروژن و بافت است. بنابراین، اسیدهای پارا هیدروکسی بنزوئیک و پاراآمینوبنزوئیک از طریق بیوسنتز گروهی از اسیدهای آمینه معطر، پلی آمین ها (پوترسین، اسپرمیدین، اسپرمین) - گروه های اسید گلوتامیک، اسید دی آمینوپوملینیک و اسید دی پی کولینیک، اسیدهای اسیدهای آسپارتیک اسید - گروه های اسید آسپارتیک، پانتوته ایجاد می شوند. و پورین ها و گروه های پورفیرین-سرین.

بیوسنتز پروتئین ها (شکل 8.15، ب)در طول فرآیند ترجمه و برای تأثیر آن نه تنها آنزیم ها و مونومرها (اسیدهای آمینه)، بلکه یک ماتریکس (مولکول های mRNA) نیز وجود دارد که توالی افزودن اسیدهای آمینه به یک لانست در حال رشد و همچنین یک ماده خاص را تعیین می کند. حاملی برای فعال کردن مونومر و انتخاب آن با توجه به کد داده شده (tRNA). کد ژنتیکیجهانی برای همه موجودات زنده، که در آن سه نوکلئوتید پوست نشان دهنده اسید آمینه است. فعال شدن اسید آمینه زمانی اتفاق می افتد که از انرژی تلف شده ATP به tRNA "خود" اضافه شود. مولکول tRNA ناحیه ای دارد که به یک اسید آمینه متصل می شود، یک حلقه،

کم اهمیت 8.15. سنتز پروتئین:

آ-فرمول اسیدهای آمینه تنظیم شده است. 6 - فرآیند ترجمه سه نوکلئوتید را روی mRNA شناسایی می کند که به ریبوزوم و آنزیم اضافه می شوند. "ترجمه" علائم کد ژنتیکی از دنباله نوکلئوتیدهای iRNA به حرف اسیدهای آمینه پروتئین (ترجمه) توسط ریبوزوم انجام می شود. ریبوزوم برهمکنش سه نوکلئوتید، iRNA، tRNA، متصل به اسید آمینه ضروری و آنزیم پپتیدیل ترانسفراز را تضمین می کند، که پیوندهای پپتیدی بین اسید آمینه باقی مانده از جنس در حال رشد را حل می کند. پپتید و اسید آمینه ای که دوباره پیدا کردیم. . tRNA از ریبوزوم آزاد می شود و iRNA از طریق ریبوزوم "لکه دار" می شود، بنابراین در وسط یک سه نوکلئوتید وجود دارد. ترجمه ادامه می یابد تا زمانی که ریبوزوم به محل پایانی خاصی در مولکول mRNA برسد، جایی که لنس پلی پپتیدی به ریبوزوم اضافه می شود و خود ریبوزوم به یک زیر واحد تجزیه می شود. به یاد داشته باشید که به یک مولکول mRNA تعداد زیادی ریبوزوم متصل است که یک پلی زوم ایجاد می کند (شکل 8.16).

لنس پلی پپتیدی که از انتهای N (گروه آمینه) به انتهای C (گروه کربوکسیل) رشد می کند و ریبوزوم ها را ترک می کند، به سرعت می سوزد. در طول تشکیل پیوندهای آبی بین بقایای اسیدهای آمینه مختلف، بخش های پلی پپتیدی ساختارهای ثانویه ای را ایجاد می کنند که شبیه مارپیچ یا صفحه هستند. این توطئه ها در حال شکل گیری هستند

کم اهمیت 8.16.

دارای نور بی اهمیت (ساختار سوم) است که توسط فعل و انفعالات دی سولفید و آبگریز هدایت می شود. ترکیب چندین مولکول از این قبیل منجر به تشکیل یک ساختار چهارتایی می شود. بسیاری از پروتئین ها هنگام تشکیل ساختار سوم و چهارم فعالیت آنزیمی از خود نشان می دهند. ترجمه پروکاریوت ها می تواند حتی قبل از تکمیل فرآیند رونویسی آغاز شود.

موضوع سخنرانی امروز سنتز DNA، RNA و پروتئین است. سنتز DNA را همانندسازی یا تکثیر (زیر تکرار) می نامند، سنتز RNA رونویسی (بازنویسی DNA) است، سنتز پروتئین که توسط یک ریبوزوم روی یک RNA الگو انجام می شود، ترجمه نامیده می شود، سپس یک نوکلئوتید از زبان ترجمه می شود. ів در کلمه اسیدهای آمینه.

ما سعی خواهیم کرد تا به امروز باشیم نگاه کوتاهدر تمام این فرآیندها، اکنون گزارش ها بر جزئیات مولکولی متمرکز شده اند تا بتوانید جلوه های خاک رس این موضوع مطالعه را رد کنید.

همانندسازی DNA

مولکول DNA که از دو مارپیچ تشکیل شده است در طی تقسیم سلولی تقسیم می شود. DNA مضاعف بر این واقعیت استوار است که وقتی نخ‌ها به نخ پوست باز می‌شوند، می‌توان یک کپی مکمل به دست آورد، در نتیجه دو رشته از مولکول DNA برای کپی کردن رشته خروجی قطع می‌شود.

در اینجا یکی از پارامترهای DNA نیز نشان داده شده است، دایره ای از مارپیچ ها، 10 جفت پایه در پیچ بعدی قرار می گیرند، توجه داشته باشید که یک دایره بین نزدیکترین برآمدگی ها نیست، بلکه از طریق یکی است، زیرا DNA یک شیار کوچک و یک شیار بزرگ دارد. یکی از طریق شیار بزرگ، پروتئین ها با DNA تعامل می کنند تا توالی نوکلئوتیدها را تشخیص دهند. قطر مارپیچ 34 آنگستروم و قطر زیر مارپیچ 20 آنگستروم است.

همانندسازی DNA توسط آنزیم DNA پلیمراز انجام می شود. این آنزیم برای افزایش DNA نوزاد در 3 انتها ایجاد می شود. به یاد دارید که مولکول DNA ضد موازی است، انتهای مختلف آن 3 - انتهای و 5 - انتهای نامیده می شود. هنگام سنتز کپی های جدید روی یک نخ پوست، یک نخ جدید در جهت از 5 تا 3 و دیگری در جهت از 3 تا 5 دوخته می شود. با این حال، انتهای پنجم DNA پلیمراز نمی تواند تولید شود. بنابراین، سنتز یک رشته DNA، یعنی زمانی که به روش دستی برای آنزیم رشد می‌کند، مستقیماً بدون وقفه پیش می‌رود (به آن رشته پیشرو یا رسانا می‌گویند)، و سنتز رشته دیگر به طور خلاصه اتفاق می‌افتد. قطعات (به افتخار باستانی که آنها را توصیف کرده اند، قطعات اوکازاکی نامیده می شوند). سپس قطعات بخیه می شوند و به چنین نخی تاخیری می گویند، بنابراین تکثیر این نخ بیشتر می شود. ساختاری که در ساعت تکرار ایجاد می شود چنگال همانندسازی نامیده می شود.

از آنجایی که ما در DNA یک باکتری مشاهده می‌کنیم که تکثیر می‌شود، و می‌توان آن را در میکروسکوپ الکترونی مشاهده کرد، می‌توان دید که در ابتدا یک "چشم" ایجاد می‌کند، سپس ورید منبسط می‌شود و کل مولکول DNA دایره‌ای ظاهر می‌شود. موجود به عنوان یک ماکت فرآیند تکثیر به جای دقت مطلق، با دقت زیادی انجام می شود. DNA پلیمراز باکتریایی با وارد کردن نوکلئوتید اشتباه از مولکول DNA الگو با فرکانس تقریباً 10-6 اشتباه می کند. در یوکاریوت‌ها، آنزیم‌ها با دقت بیشتری کار می‌کنند، زیرا آنها راحت‌تر جذب می‌شوند؛ میزان آسیب در طول تکثیر DNA در انسان 10-7-10-8 تخمین زده می‌شود. دقت تکثیر ممکن است در بخش‌های مختلف ژنوم، از جمله بخش‌هایی با فراوانی جهش بالاتر و بخش‌های محافظه‌کارانه‌تر که جهش‌ها به ندرت رخ می‌دهند، متفاوت باشد. و به این ترتیب، دو فرآیند متفاوت از هم متمایز می شوند: فرآیند ظهور جهش های DNA و روند تثبیت جهش ها. حتی اگر جهش منجر به مرگ شود، در نسل های بعدی بو ظاهر نمی شود و اگر جهش کشنده نباشد، در نسل های بعدی جا افتاده و می توان مراقب بود و از آن جلوگیری کرد. یکی دیگر از ویژگی های همانندسازی DNA این است که DNA پلیمراز نمی تواند خود فرآیند سنتز را آغاز کند، بلکه به یک "پرایمر" نیاز دارد. در نظر بگیرید که چگونه از چنین آغازگر برای ایجاد قطعه ای از RNA استفاده می شود. وقتی صحبت از ژنوم یک باکتری به میان می آید، نقطه خاصی به نام مبدا همانندسازی وجود دارد که شامل توالی است که توسط آنزیمی که RNA را سنتز می کند، تشخیص داده می شود. متعلق به کلاس RNA پلیمرازها است و در این دسته پریماز نامیده می شود. RNA پلیمرازها نیازی به آغازگر ندارند و این آنزیم قطعه کوتاهی از RNA را سنتز می کند - همان "پرایمر" که سنتز DNA را آغاز می کند.

رونویسی

فرآیند بعدی رونویسی است. حالا بیایید در مورد گزارش صحبت کنیم.

رونویسی سنتز RNA روی DNA است، در حالی که سنتز یک رشته مکمل RNA روی یک مولکول DNA توسط آنزیم RNA پلیمراز انجام می شود. باکتری ها، به عنوان مثال، کلیفرم، دارای یک RNA پلیمراز هستند و همه آنزیم های باکتری بسیار شبیه به هم هستند. در موجودات دیگر (یوکاریوت ها) تعدادی آنزیم وجود دارد، آنها RNA پلیمراز I، RNA پلیمراز II، RNA پلیمراز III نامیده می شوند، همچنین ممکن است شبیه آنزیم های باکتریایی باشند، اما پیچیده تر هستند، به پروتئین بیشتری نیاز دارند. این نوع RNA پلیمراز یوکاریوتی عملکرد ویژه خود را در رونویسی مجموعه خاصی از ژن ها دارد. رشته DNA که ماتریس سنتز RNA در حین رونویسی است، رشته معنایی یا ماتریسی نامیده می شود. رشته دیگر DNA غیرکدکننده نامیده می شود (RNA مکمل پروتئین ها را کد نمی کند، این "بی معنی" است).

فرآیند رونویسی را می توان به سه مرحله تقسیم کرد. مرحله اول - شروعرونویسی آغاز سنتز یک رشته RNA است، اولین ارتباط بین نوکلئوتیدها برقرار می شود. سپس امتداد نخ و سفت شدن می آید - طویل شدن، و، اگر سنتز کامل شود، انجام می شود خاتمه دادنهنگامی که RNA سنتز شده تشکیل شد، RNA پلیمراز برای چرخه رونویسی جدید آماده است. RNA پلیمراز باکتریایی با جزئیات زیاد مورد مطالعه قرار گرفته است. از چندین زیرواحد پروتئینی تشکیل شده است: دو زیرواحد α (زیر واحدهای کوچک)، زیرواحد β و β (زیر واحدهای عالی) و زیرواحدهای ω. در عین حال، بوی بد یا به عنوان یک آنزیم حداقل یا به عنوان یک کورنزیم ایجاد می شود. زیرواحد σ را می توان به این آنزیم هسته متصل کرد. زیرواحد σ برای سنتز RNA و شروع رونویسی ضروری است. پس از شروع، زیرواحد σ وارد کمپلکس می شود و سپس به عنوان کوآنزیم عمل می کند (طولانی شدن لانزوگ). وقتی به DNA اضافه می شود، زیرواحد σ قسمتی را که رونویسی آغاز می شود، تشخیص می دهد. این پروموتر نامیده می شود. پروموتر دنباله ای از نوکلئوتیدها است که سنتز RNA را هدایت می کند. بدون زیرواحد σ، آنزیم هسته توسط پروموتر قابل تشخیص نیست. زیرواحد σ همزمان با آنزیم هسته، آنزیم هسته یا هولوآنزیم نامیده می شود.

هولوآنزیم پس از اتصال به DNA و خود پروموتر که توسط زیرواحد σ شناسایی می شود، مارپیچ دو رشته ای را باز می کند و سنتز RNA را آغاز می کند. یک قطعه DNA بدون بافته نقطه شروع رونویسی است، اولین نوکلئوتید که یک ریبونوکلئوتید به صورت مکمل به آن اضافه می شود. رونویسی آغاز می‌شود، زیرواحد σ جدا می‌شود و آنزیم هسته به طویل شدن رشته RNA ادامه می‌دهد. سپس خاتمه رخ می دهد، آنزیم هسته حل می شود و برای یک چرخه سنتز جدید آماده می شود.

چگونه هیجان زده شویم طویل شدن رونویسی?

RNA در انتهای 3 رشد می کند. آنزیم هسته که به نوکلئوتید پوست متصل می شود، DNA را تجزیه می کند و به یک نوکلئوتید فشرده می شود. همه چیز برای جهان روشن است، می توان گفت که آنزیم هسته تخریب ناپذیر است و DNA از طریق آن "کشش" می کند. معلوم بود که نتیجه همین خواهد بود. عالمی از فروپاشی مولکول DNA می گوید. اندازه کمپلکس پروتئین برای تشکیل کورفرمان 150 Ǻ است. اندازه RNA پلیمراز 150×115×110Ǻ است. این یک نانوماشین است. سرعت RNA پلیمراز رباتیک تا 50 نوکلئوتید در ثانیه است. کمپلکس آنزیمی هسته بین DNA و RNA کمپلکس ازدیاد طول نامیده می شود. این هیبرید DNA-RNA است. این جایی است که DNA با RNA جفت می شود و انتهای 3 پایانی RNA برای رشد بیشتر باز می شود. اندازه این هیبرید 9 جفت پایه است. یک قطعه بدون بافته DNA تقریباً 12 جفت باز را اشغال می کند.

RNA پلیمراز قبل از بندکشی به DNA متصل می شود. این بخش DNA دوبلکس جلویی نامیده می شود و اندازه آن 10 جفت باز است. پلیمراز همچنین به قطعه بزرگتری از DNA به نام دوبلکس پشتی DNA مرتبط است. اندازه RNA های پیام رسان، که توسط RNA پلیمرازها در باکتری ها سنتز می شوند، می تواند به 1000 نوکلئوتید یا بیشتر برسد. در سلول های یوکاریوتی، اندازه RNA سنتز شده می تواند به 100000 برسد و حاوی ده ها میلیون نوکلئوتید باشد. با این حال، مشخص نیست که آیا بوی بدی در چنین اندازه‌هایی در سلول‌ها وجود دارد یا می‌توان در فرآیندهای سنتز بوی تعفن اختلال ایجاد کرد.

مجتمع Elongatsiy پایدار است، زیرا روبات بزرگ در شرف بازنشستگی است. بنابراین، به خودی خود، DNA "تلفن" نمی کند. می تواند DNA را با سرعت 50 نوکلئوتید در ثانیه حرکت دهد. این فرآیند جابجایی (یا جابجایی) نامیده می شود. برهمکنش DNA با RNA پلیمراز (آنزیم هسته) به توالی DNA بستگی ندارد، به جز زیر واحد σ. اولین آنزیم هسته، سنتز DNA را در طول عبور سیگنال های خاتمه کامل می کند.

اجازه دهید ساختار مولکولی آنزیم هسته را تجزیه و تحلیل کنیم. همانطور که در بالا گفته شد کورنزیم از زیرواحدهای α و β تشکیل شده است. بوی تعفن به گونه‌ای شکل می‌گیرد که صدایی شبیه به "شخم" یا "پنجه" می‌دهد. زیرواحدهای α در هسته "پنجه" قرار دارند و عملکرد ساختاری را تعیین می کنند. احتمالاً DNA و RNA برهم کنش ندارند. زیرواحد ω پروتئین کوچکی است که عملکرد ساختاری نیز دارد. قسمت اصلی ربات روی قسمتی از زیرواحدهای β و β می افتد. در تصویر کوچک، زیرواحد β در بالا و زیر واحد β در پایین نشان داده شده است.

در وسط «گذرگاه» که کانال سر نامیده می شود، یک مرکز فعال برای آنزیم وجود دارد. اینجاست که نوکلئوتیدها اضافه می شوند و پیوند جدیدی در طول سنتز RNA ایجاد می شود. کانال سر RNA پلیمراز جایی است که DNA در طول کشیدگی در آن قرار دارد. همچنین در کنار این ساختار یک کانال دوم وجود دارد که نوکلئوتیدها را برای سنتز RNA تامین می کند.

توزیع بارهای روی سطح RNA پلیمراز عملکرد آن را تضمین می کند. تقسیم بندی بسیار منطقی است. مولکول اسید نوکلئیک دارای بار منفی است. بنابراین، هنگامی که کانال سر خالی است، تمایل به داشتن DNA با بار منفی دارد و با بارهای مثبت پر می شود. سطح ویکونان RNA پلیمراز دارای بار منفی با اسیدهای آمینه است تا DNA به آن نچسبد.

RNA پلیمراز مانند یک ماشین مولکولی عمل می کند و شامل قسمت های مختلفی است که عملکرد آن را تعیین می کند. به عنوان مثال، بخشی از "زیر واحد β" که بر روی "مرور" آویزان است، DNA دوبلکس جلویی را از بین می برد. این قسمت "زاسلینکا" نام دارد. پس از اتصال به DNA، شاتر پایین می‌آید و از 30 آنگستروم عبور می‌کند و DNA را می‌فشرد تا در طول فرآیند رونویسی نتواند فرار کند.

در وسط "مرتع" مرکز فعال RNA پلیمراز وجود دارد، جایی که یک برهمکنش مکمل با ریبونوکلئوتید تری فسفات وجود دارد که از کانال بشکه با الگوی DNA عبور می کند. هنگامی که یک نوکلئوتید مکمل الگو وارد شد، از نظر آنزیمی به انتهای قوی 3 اینچی RNA متصل می شود. ماهیت واکنش تشکیل پیوند جدید در RNA توسط واکنش جایگزینی نوکلئوفیل تعیین می شود. دو منیزیم یون ها از آن تشکیل می شوند.یک یون دائماً در مرکز فعال وجود دارد و یون منیزیم دیگری همراه با نوکلئوتید یافت می شود و پس از ایجاد پیوند جدید بین ریبونوکلئوتیدها، سپس یک نوکلئوتید جدید با یون منیزیم جدید خود پیدا می شود.

هنگام خروج از RNA پلیمراز، هیبرید DNA-RNA مسئول باز شدن است. این ساختاری به نام "خار" دارد.

جابجایی، زمانی که RNA پلیمراز در امتداد یک رشته DNA حرکت می کند، ساختار α-مارپیچ دارد که به زیرواحد β مرتبط است.

همانطور که متوجه شدیم، چه بخشی از آنزیم نقش متفاوتی دارد. زیست شناسان مولکولی از این روش استفاده می کنند. بوی تعفن مقداری از توالی پروتئین را نشان می دهد و می پرسد که چه عملکردی دارد. نشان داده شد که اگر قطعه‌ای از نمونه را بیرون بیاورید (اگر آن را بیرون انداختید، همچنین می‌دانستید که DNA را قطع می‌کند)، پس DNA هیچ چیز را پاک نمی‌کند. این همان نتیجه ای است که می توان از DNA دوبلکس جلویی به دست آورد. رشتا - RNA-DNA هیبرید و پشت دوبلکس - به نظر می رسد ضعیف به RNA پلیمراز متصل می شود.

به نظر می‌رسد که منیزیم پیوندهای بین فسفات‌های مولکول DNA در حال رشد و فسفات‌های نوکلئوتیدهایی که دوباره وارد می‌شوند را هماهنگ می‌کند. در این حالت، دنباله ای از واکنش ها انجام می شود که به آنها واکنش های جانشینی هسته دوست می گویند. مشخص است که چگونه ارتباطات وسط این مجموعه تغییر می کند. یک نوکلئوتید جدید با اتصال به یون منیزیم دیگر می رسد. بنابراین نوکلئوتید جدید با رشته در حال رشد DNA تعامل می کند. در پایان واکنش، یون منیزیم دیگری از مرکز فعال آنزیم خارج می شود.

RNA پلیمراز نماینده ماشین های مولکولی است. علاوه بر این، زمانی که سنتز DNA شروع به کاهش می‌کند، ترکیب سایر بخش‌های RNA سنتاز تغییر می‌کند و در طول رشد RNA، تغییرات چرخه‌ای مشاهده می‌شود که به اندازه آنهایی که بر سنتز RNA تأثیر می‌گذارند، قوی نیستند. روی بلال، فلپ 30 درجه پایین می‌آید و وقتی پوست بریده می‌شود، آنزیم DNA توسط یک نوکلئوتید گسترش می‌یابد. DNA جابجا شده در عنصر RNA پلیمراز F-helix (یک ساختار آلفا-مارپیچ که از زیر واحد بتا به سمت کانال سر جریان می یابد) شرکت می کند. مارپیچ F خم می شود، به یکباره از مجموعه RNA-DNA حرکت می کند، از مارپیچ جدید تا می شود و دوباره صاف می شود. مارپیچ F 3.4 Å حرکت می کند. RNA پلیمراز ساختار مشابهی دارد.

تغییر ساختار بخش های مختلف RNA پلیمراز به دلیل تغییر انرژی پتانسیل است که با برهمکنش های الکترواستاتیک و آبگریز همراه است. می توانیم قیاس زیر را انجام دهیم. اگر یک فنجان سیب را از یک فنجان سیب بردارید، به محض تکان دادن فنجان، سیب ها مانند یک توپ در سراسر فنجان پخش می شوند. انرژی پتانسیل آنها تغییر خواهد کرد که با عمل گرانش مرتبط است. هنگامی که مولکول RNA سنتاز را "تکان دهید" (و آن را "تکان دهید"، مانند مولکول های دیگر در سلول ها، Brown's Rach)، در نهایت ترکیبی با انرژی پتانسیل پایین تر به خود می گیرد. هسته دستگاه مولکولی انرژی گردش حرارتی انبارهای اطراف است و دستگاه دستگاه به گونه ای است که بتواند نتیجه مورد نیاز را ایجاد کند. در این حالت، ماشین مولکولی انرژی را انباشته می کند، زیرا عمدتاً این و سایر اتصالات را تغییر می دهد.

دارم شروع به نگرانی می کنم شروع رونویسی. همانطور که قبلاً تصور می شد، شروع با مشارکت زیرواحد σ رخ می دهد. با ساختار DNA که پروموتر نامیده می شود، تعامل دارد. این ساختار چوب روده است. ده نوکلئوتید قبل از نقطه برش یک جعبه تاتا وجود دارد. لازم نیست خود چنین دنباله‌ای داشته باشیم، اما یک دنباله «ایده‌آل» برای برهمکنش با زیرواحد σ وجود دارد، همانی که رونویسی با آن کارآمدتر آغاز می‌شود. جایگزینی نوکلئوتیدهای مجاور در این توالی باعث کاهش کارایی شروع رونویسی می شود. تقریباً 35 نوکلئوتید قبل از نوکلئوتید جدید ساختاری به نام 35- وجود دارد. این دنباله توسط زیرواحد σ نیز شناسایی می شود. این ساختار (ترکیبی از توالی های "-10" و "-35") یک پروموتر کلاسیک نامیده می شود، زیرا وان بولا توسط پرشا توصیف شده است. معلوم شد که محل پروموتر ممکن است متفاوت باشد. این نوع شامل همان جعبه TATA است، اما توالی "-35" را ندارد و حاوی دو نوکلئوتید اضافی است که برای زیرواحد σ کافی است تا پروموتر را تشخیص دهد.

این ساختار یک پروموتر توسعه یافته نامیده می شود. زیرواحد σ RNA پلیمراز روی پروموتر در DNA قرار دارد و بخش‌های مختلف مولکول پروتئین با بخش‌هایی از پروموتر تعامل می‌کنند. این زیرواحد σ از طریق شیار بزرگ DNA شناسایی می شود. پس از اینکه زیرواحد σ آنزیم هسته به پروموتر متصل شد، DNA در این مکان شروع به ذوب شدن می کند (رشته های DNA از هم باز می شوند). آخرین سخنرانی در مورد آن به صورت دو نفره بحث شد لینک A-Tبین نوکلئوتیدها راحت تر از هم جدا می شوند، نوکلئوتیدهای پایین تر pari G-C، بنابراین چگونه می توانید 3 اتصال آب را ترک کنید، و اولین یکی - دو. مروج برای انتقام گرفتن شرط بندی A-Tآب کردن شراب آسان است. و سپس سنتز RNA آغاز می شود، RNA در حال رشد زیرواحد σ را وارد می کند و تغییرات دیگری ایجاد می شود که منجر به جدا شدن زیرواحد σ از کورزیم می شود.

حالا بیایید به عملکرد بخش های مختلف پروتئین نگاه کنیم. اگر یک تکه کوچک پروتئین را برش دهید و ببینید که چگونه عملکرد پروتئین تغییر کرده است، می توانید عملکرد قطعه برش را درک کنید. شرایط ما به گونه ای دیگر اداره می شد. ما دو DNA پلیمراز گرفتیم، یکی از کلی فرم گرفته شد، و دیگری از یک باکتری گرما دوست (ترموفیل) که در دمای 800 درجه سانتیگراد رشد می کند، (در نمونه های آزمایشگاهی آنها در یک فلاسک رشد می کنند، که در یک ترموستات در حالت جوش یکنواخت نگهداری می شود. آب، در نمونه‌های طبیعی بدبو در آب داغ زندگی می‌کنند، حتی اگر در دمای 98 درجه سانتی‌گراد زندگی کنند، اما بهینه برای RNA پلیمراز و زیرواحد σ 80 درجه سانتی‌گراد است (زیرواحد σ یک باکتری گرمادوست با رنگ قرمز نشان داده شده است. ، و روده کلی - زرد) تیم)، و در روده استیک ها بسته به درجه حرارت موثرترین ربات هستند. بدن انسان، (قطعات زنده در روده ها). این زیرواحد σ دارای چهار قسمت است، پروتئین بریده شده و کل زیرواحد σ با یک بخیه از زیر واحد σ یک باکتری گرمادوست به هم دوخته شده است. و سپس قطعات مختلفی از باکتری های گرمادوست وارد شدند و آنها را با قطعات مختلف زیرواحد σ جایگزین کردند. سپس آنها از حذف فعال پروتئین هیبریدی در 200 یا بیشتر شگفت زده شدند. باکتری ترموفیل در این دما رشد نمی کند، برای آن خیلی سرد است و کلی باسیل فعال است. کودک می‌تواند ببیند که در دمای معین، تنها ترکیب مشابهی کار می‌کند، که در آن، زیرواحد σ، بخش اول و دوم را به عنوان کولی روده، و سوم و چهارم را به‌عنوان یک باکتری گرما دوست دارد. به این ترتیب پیچ ها را بردارید تا دمای زیرواحد σ توسط انبار اول و دوم تعیین شود.

این پروتئین نیست که در واقع بریده می شود، بلکه DNA است، سپس قطعات DNA از باکتری های مختلف به هم بخیه می شوند و سپس به باکتری تزریق می شوند؛ زمانی که این قسمت از DNA فعال می شود، یک پروتئین ترکیبی سنتز می شود. این فناوری به مهندسی ژنتیک که در دهه 70 برچیده شد گسترش می یابد.

یکی دیگر از ویژگی های رونویسی این است که آنزیم هسته سلول باکتری یکسان است و زیرواحدهای σ می توانند متفاوت باشند. چوب روده فقط 7 زیرواحد σ دارد و دارای پروموترهای مختلفی هستند. چیزی که لازم است؟ اگر سلول ها نیاز به تغییر سنتز پروتئین از یک گروه از ژن ها به گروه دیگر داشته باشند، ممکن است زیر واحدهای σ متفاوتی را انتخاب کنند. به عنوان مثال، این پیدایش شوک حرارتی است، اگر چوب روده تا جایی که برای زندگی مهم است گرم شود، سیستم اورژانسی را روشن می کند که از شوک حرارتی پشتیبانی می کند، پشتیبانی برای این خرابه هایی که در روده بزرگ شده اند. . این سیستم شامل مجموعه‌ای از ژن‌ها است که معمولاً برای عملکرد نیازی ندارند و این ژن‌ها پروموتور خاص خود را دارند. و سپس یکی دیگر از زیرواحد σ، غیر ضروری، سنتز می شود و ژن ها را فعال می کند. تغییر یک زیر واحد به معنای تغییر برنامه های ژن های رباتیک است. این روشی برای تنظیم ژن های رباتیک است.

پخش

بیایید به ترجمه برویم - سنتز پروتئین. توسط ریبوزوم ها انجام می شود. ریبوزوم از دو زیر واحد تشکیل شده است: یکی بزرگ و دیگری کوچک.

زیر ذره پوست از ده ها پروتئین تشکیل شده است، پوست ناشی از صدمات مختلف، ظاهراً همانطور که پروتئین های پوست در زیر ذره قرار می گیرند. هنگام شناسایی پروتئین ها از روش الکتروفورز استفاده کنید، سپس در یک میدان الکتریکی در یک ژل مخصوص یا ظرف مخصوص، مولکول های پروتئین به دلیل بار و نیروی مولکولی با دقت از هم جدا می شوند، سپس تحت تأثیر میدان شروع به فروپاشی می کنند و می توانند یکی یکی از هم جدا شوند روش دیگر برای شناسایی پروتئین ها کروماتوگرافی است که روشی برای از بین بردن لکه های روی بینی است که پوست آن با پروتئین سازگار است.

پروتئین های موجود در ریبوزوم به چارچوبی متصل می شوند که از RNA ریبوزومی تشکیل شده است. p align="justify"> تشکیل ریبوزوم زمانی شروع می شود که RNA ریبوزومی می سوزد و پروتئین ها به ترتیب شروع به چسبیدن به آن می کنند. RNA ریبوزومی به نوزاد ارائه می شود. در بخش‌های خود تکمیلی، رشته‌های RNA جفت می‌شوند و گیره‌های مو را تشکیل می‌دهند (ساختار ثانویه)، سپس RNA سوزانده می‌شود (ساختار سوم RNA)، و چارچوبی از زیر واحدها را تشکیل می‌دهد.

نوع دیگری از RNA که در سنتز پروتئین نقش دارد RNA حمل و نقل (tRNA) است. مولکول های tRNA به طور قابل توجهی کوچک هستند (در مقابل RNA ریبوزومی و پیام رسان). همه tRNA ها ساختار ثانویه پنهان دارند. در طول جفت شدن بخش های مکمل مولکول tRNA، سه "ساقه" با حلقه در انتها و یک "ساقه" ایجاد می شود که توسط انتهای 5" و 3" مولکول tRNA ایجاد می شود (در همان زمان، یک پاشنه اضافی حلقه ایجاد می شود). تصویر این سازه شبیه صلیب یا اصطبل است. "سر" در این صفحه با یک حلقه آنتی کدون نشان داده شده است؛ یک آنتی کدون وجود دارد - آن سه نوکلئوتید که به طور مکمل با کدون در mRNA تعامل دارند. نزدیکترین ساقه به حلقه آنتی کدون که توسط انتهای مولکول متصل است، ساقه پذیرنده نامیده می شود - اسید آمینه ضروری در اینجا اضافه می شود. tRNA ها و اسیدهای آمینه مختلف توسط آنزیم های خاصی به نام aminoacyl-tRNA سنتتاز شناسایی می شوند. اسید آمینه پوست آمینواسیل-tRNA سنتتاز خاص خود را دارد.

ریبوزوم حاوی RNA پیام رسان (mRNA) است. با کدون (سه نوکلئوتید) mRNA، آنتی کدون RNA انتقالی به طور مکمل متصل می شود و اسید آمینه اضافی باقی می ماند. نوزاد می تواند این ساختار را ببیند (tRNA همراه با یک اسید آمینه که آمینوتیل-tRNA نامیده می شود).

فرآیند ترجمه، و همچنین فرآیند رونویسی، با جابجایی دو مولکول اسید نوکلئیک همراه است، تفاوت در این است که ریبوزوم سه نوکلئوتید را می شکافد، در حالی که RNA پلیمراز یکی را انجام می دهد.

آمینوسیل t-RNA وارد ریبوزوم می شود و به طور مکمل به کدون mRNA متصل می شود، سپس واکنشی رخ می دهد که در آن اسیدهای آمینه اضافی به یکدیگر متصل می شوند و t-RNA حذف می شود.

"واژگان" برای ترجمه زبان نوکلئوتیدها به زبان اسیدهای آمینه کد ژنتیکی نامیده می شود. 20 اسید آمینه، 4 نوکلئوتید، تعداد ترکیبات 4 در 2 = 16 و 20 اسید آمینه وجود دارد، بنابراین کد دو نیست، بلکه یک تریلیتر است، به این سه عدد کدون می گویند. اسید آمینه پوست توسط سه نوکلئوتید mRNA (که توسط DNA نیز کدگذاری می شود) کدگذاری می شود.

در جدول، خط اول برای کد کردن حرف چپ و راست کدون است، ردیف بالا وسط است. به عنوان مثال، کدون AUG برای اسید آمینه متیونین کد می کند. تعداد ترکیبات از 4 تا 3 = 64، به طوری که ده ها اسید آمینه توسط چندین کدون رمزگذاری می شوند. سه کدون برای هر اسید آمینه کد نمی کنند، آنها اصطلاحات نامیده می شوند. هنگامی که بوها به mRNA منتقل می شوند، ریبوزوم کار خود را آغاز می کند و لنس پلی پپتیدی تمام شده فراخوانی می شود.

جدول کد ژنتیکی در دهه 60 تهیه شد. بلال توسط Nirenberg و Mattei قرار داده شد. آنها در حال برنامه ریزی برای انجام آزمایشاتی در نمونه هایی بر روی عصاره های سلولی بودند که با الگوهای RNA فردی تکمیل شده بودند. در آن زمان، مهم بود که کدون هایی که یک نوکلئوتید را تشکیل می دهند (UUU یا AAA) برای اسیدهای آمینه رمزگذاری نکنند. Nirenberg و Mattei polyU-RNA (که فقط از اوراسیلها تشکیل شده است) را به عنوان کنترل در مطالعات خود آزمایش کردند و خود واکنش در این نمونه انجام شد. مشخص شد که کدون UUU آمینو اسید فنیل آلانین را کد می کند. سپس جدولی از کد ژنتیکی تهیه شد.

کد ژنتیکی جهانی است. برای همه میکروارگانیسم ها یکسان است. و تفاوت های کوچک در کد ژنتیکی میتوکندری.

کد ژنتیکی جدولی از نوع کدون های اسید آمینه است. وقتی روزنامه نگاران درباره کسانی می نویسند که اخیراً کد ژنتیکی یک فرد را رمزگشایی کرده اند، این یک مجازات اصطلاحی خشن است. کد ژنتیکی انسان و همچنین سایر موجودات زنده در دهه 60 قرن بیستم رمزگشایی شد. ژنوم انسان به تازگی رمزگشایی شده است تا توالی نوکلئوتیدهای همه مولکول های DNA را آشکار کند.

این سخنرانی شامل تصاویری از RNA پلیمراز توسط آندری کولبچینسکی (موسسه ژنتیک مولکولی، آکادمی علوم روسیه) است.

در همان زمان، در سال 1953، D. Watson و F. Crick اصل سازماندهی ساختاری (مولکولی) مولکول ژن - اسید دئوکسی ریبونوکلئیک (DNA) را کشف کردند. ساختار DNA کلید مکانیسم ایجاد دقیق - تکرار مجدد - بیان ژن را فراهم کرد. این گونه بود که علم جدید زیست شناسی مولکولی شناخته شد. به اصطلاح جزم مرکزی زیست شناسی مولکولی فرموله شد: DNA - RNA - پروتئین. مفهوم در این واقعیت نهفته است که اطلاعات ژنتیکی، ثبت شده در DNA، به شکل پروتئین، اما نه به طور مستقیم، بلکه از طریق یک پلیمر اضافی - اسید ریبونوکلئیک (RNA) محقق می شود، و از آن اسیدهای نوکلئیک تا پروتئین های غیرقابل مذاکره وجود دارد. . به این ترتیب، DNA بر روی DNA سنتز می شود و قدرت تکرار را تضمین می کند، به طوری که ماده ژنتیکی خروجی در نسل ها ایجاد می شود. RNA بر روی DNA سنتز می شود و در نتیجه بازنویسی و رونویسی اطلاعات ژنتیکی در قالب کپی های عددی RNA صورت می گیرد. مولکول های RNA الگوهایی برای سنتز پروتئین هستند - اطلاعات ژنتیکی به شکل لنس های پلی پپتیدی ترجمه می شود. در انواع خاص، RNA را می توان به شکل DNA ("رونویسی بازگشتی") کپی کرد و همچنین به شکل RNA (تکثیر) کپی کرد، اما پروتئین نمی تواند به عنوان الگوی اسیدهای نوکلئیک باشد (گزارش).

همچنین، DNA خود بیانگر سیال بودن موجودات، مجموعه پروتئین هایی است که در نسل ها ایجاد می شود و علائم مرتبط با آنها. بیوسنتز پروتئین یک فرآیند مرکزی ماده زنده است و اسیدهای نوکلئیک از یک طرف برنامه ای را برای آن فراهم می کنند که به معنای کل مجموعه و ویژگی پروتئین های سنتز شده است و از طرف دیگر مکانیسمی برای ایجاد دقیق تولید پروتئین ها این برنامه در نسل ها بنابراین، زندگی در شکل سلولی فعلی خود به مکانیسم کاهش بیوسنتز پروتئین کاهش می یابد.

بیوسنتز پروتئین ها

دگم اصلی زیست شناسی مولکولی انتقال اطلاعات ژنتیکی از اسیدهای نوکلئیک به پروتئین ها و بنابراین به اجزای یک موجود زنده را فرض می کند. توسعه مکانیسم‌های اجرای این فرآیند در طی یک دوره ده ساله، که به دنبال فرمول‌بندی جزم مرکزی بود، طیف گسترده‌ای از عملکردهای RNA را آشکار کرد، نه تنها به عنوان حامل اطلاعات از ژن. ів (DNA) به پروتئین ها می رسد و به عنوان ماتریکس برای سنتز پروتئین عمل می کند.

در شکل شکل 1 یک نمودار اساسی از بیوسنتز پروتئین در سلول ها را نشان می دهد. RNA پیام رسان(RNA پیام رسان، RNA پیام رسان، mRNA)، که پروتئین ها را کد می کند، همانطور که در بالا ذکر شد، تنها یکی از سه کلاس اصلی RNA های سلولی است. جرم اصلی (حدود 80٪) به کلاس دیگری از RNA تبدیل می شود - RNA ریبوزومیکه چارچوب ساختاری و مراکز عملکردی ذرات جهانی سنتز پروتئین - ریبوزوم ها را ایجاد می کند. RNA ریبوزومی خود - هم از نظر ساختاری و هم از نظر عملکرد - در تشکیل ماشین‌های مولکولی فوق‌میکروسکوپی به نام ریبوزوم منحصربه‌فرد است. ریبوزوم‌ها اطلاعات ژنتیکی را به‌عنوان مولکول‌های mRNA دریافت می‌کنند و با برنامه‌ریزی بقیه، پروتئین‌هایی تولید می‌کنند که دقیقاً شبیه این برنامه هستند.

پروتئین، به منظور سنتز پروتئین ها، بدون اطلاعات یا برنامه کافی نیست - مواد مورد نیاز که از آنها می توان استفاده کرد. جریان مواد برای سنتز پروتئین در ریبوزوم ها با کمک دسته سوم RNA های سلولی اتفاق می افتد. حامل های RNA(RNA انتقالی، RNA انتقالی، tRNA). آنها اسیدهای آمینه را که ماده ساختمانی پروتئین ها هستند و به شکل آمینواسیل-tRNA در ریبوزوم یافت می شوند، به صورت کووالانسی متصل می کنند - می پذیرند. در ریبوزوم‌ها، aminoacyl-tRNA با کدون‌ها - ترکیب‌های trinucleotide - mRNA برهم‌کنش می‌کند و در نتیجه کدون‌ها را در طول فرآیند ترجمه رمزگشایی می‌کند.

اسیدهای ریبونوکلئیک

بنابراین، ما می توانیم RNA های سلولی اصلی، فرآیند اصلی اولیه ماده زنده روزانه - بیوسنتز پروتئین را به خدمت بگیریم. Ce mRNA، RNA ریبوزومی و tRNA. RNA با کمک آنزیم ها - RNA پلیمرازها که رونویسی را انجام می دهند - روی DNA سنتز می شود - بازنویسی بخش های منفرد (واحدهای خطی) DNA دو رشته ای به شکل RNA تک رشته ای. بخش‌هایی از DNA که پروتئین‌های سلولی را رمزگذاری می‌کنند، به شکل mRNA بازنویسی می‌شوند، به طوری که برای سنتز نسخه‌های متعدد RNA و tRNA ریبوزومی، بخش‌های خاصی از ژنوم سلول وجود دارد که بدون ترجمه بیشتر تحت بازنویسی شدید قرار می‌گیرند.

ساختار شیمیایی RNA از نظر شیمیایی، RNA بسیار شبیه DNA است. گفتار توهین آمیز یک پلیمر خطی کامل از نوکلئوتیدها است. مونومر پوست - نوکلئوتید - یک N-گلیکوزید فسفریله شده است که توسط بیش از حد اتم کربن پنج کربنی - پنتوسیل ایجاد می شود که حامل یک گروه فسفات بر روی گروه هیدروکسیل پنجمین اتم کربن (پیوند کربن تاشو) و یک پایه نیتروژن است. در اولین اتم کربن i (N-گلیکوزین) تفاوت شیمیایی اصلی بین DNA و RNA این است که مونومر RNA دارای سریبوز است و مونومر DNA دارای دئوکسی ریبوز است که شبیه ریبوز است که دارای یک گروه هیدروکسیل در یک اتم کربن متفاوت است. (شکل 2).

دو نوع باز نیتروژنی در DNA و RNA وجود دارد: دو پورین - آدنین (A) و گوانین (G) - و دو پیریمیدین - سیتوزین (C) و اوراسیل (U) یا تیمین متیله (T).

اوراسیل مشخصه مونومرهای RNA و تیمین مشخصه مونومرهای DNA است و این نوع دیگری از RNA و DNA است. مونومرها - ریبونوکلئوتیدهای RNA یا دئوکسی ریبونوکلئوتیدهای DNA - از طریق تشکیل اضافی محل های فسفودی استر بین اضافی های خونی (بین اتم های پنجم و سوم کربن پنتوکربن) یک نیزه پلیمری را تشکیل می دهند. بنابراین، لانست پلیمری اسید نوکلئیک - DNA یا RNA - را می توان به عنوان یک ستون فقرات قند-فسفات خطی با بازهای نیتروژنی به عنوان گروه های بیولوژیکی نشان داد.

ساختار ماکرومولکولی RNA شباهت درشت ساختاری اساسی دو نوع اسید نوکلئیک در این واقعیت نهفته است که DNA یک مارپیچ فرعی منفرد است، یک درشت مولکول از دو رشته پلیمری بافته شده مکمل، که به صورت مارپیچی حول محور جانبی پیچ خورده است (بخش [, ]) و RNA یک پلیمر تک رشته ای در عین حال، برهمکنش گروه های بیولوژیکی - پایه های نیتروژنی - یکی با یک، و همچنین با فسفات ها و هیدروکسیل های ستون فقرات قند-فسفات، منجر به این واقعیت می شود که یک پلیمر RNA تک رشته ای روی خود می سوزد و به یک می پیچد. ساختار فشرده، شبیه سوزاندن یک پلی پپتیدی نیزه هکتار پروتئین در یک گلبول فشرده بنابراین، توالی های نوکلئوتیدی منحصر به فرد RNA می توانند ساختارهای فضایی منحصر به فردی را تشکیل دهند.

برای اولین بار، ساختار فضایی خاص RNA زمانی که ساختار اتمی یکی از tRNA ها در سال 1974 رمزگشایی شد نشان داده شد. [،] (شکل 3). حنجره tRNA نیزه پلیمری که از 76 مونومر نوکلئوتیدی تشکیل شده است برای تشکیل یک هسته کروی بسیار فشرده تشکیل شده است که از آن دو برآمدگی مستقیماً به هم مالیده می شوند. آنها مارپیچ های زیر رشته ای کوتاهی روی هسته DNA هستند، اما از طریق برهمکنش بخش هایی از همان رشته RNA سازماندهی می شوند. یکی از آنها به عنوان پذیرنده اسید آمینه عمل می کند و در سنتز پروتئین پلی پپتیدی روی ریبوزوم شرکت می کند و دیگری برای برهمکنش مکمل با سه گانه (کدون) mRNA که در همان ریبوزوم کد می کند، استفاده می شود. فقط این ساختار به گونه‌ای طراحی شده است که به طور خاص با پروتئین-آنزیمی که اسید آمینه را به tRNA متصل می‌کند و ریبوزوم در حین ترجمه تعامل داشته باشد، به طوری که به طور خاص توسط آنها "شناسایی" شود.

تزریق RNA های ریبوزومی جدا شده راه حلی پیشرفته برای تشکیل ساختارهای فشرده و خاص از پلیمرهای خطی بلندتر از این نوع ارائه کرده است. ریبوزوم از دو بخش ناهموار تشکیل شده است - زیر واحدهای ریبوزومی بزرگ و کوچک (زیر واحد). زیر ذره پوست از یک RNA با پلیمر بالا و تعدادی پروتئین ریبوزومی مختلف تشکیل شده است. تعداد RNA های ریبوزومی حتی قابل توجه است: به عنوان مثال، RNA زیر واحد کوچک ریبوزوم باکتری حاوی بیش از 1500 نوکلئوتید است و RNA زیر واحد بزرگ تقریباً شامل 3000 نوکلئوتید است. در انسان، از جمله انسان، ciRNA حتی بزرگتر است - حدود 1900 نوکلئوتید و بیش از 5000 نوکلئوتید در زیر واحدهای کوچک و بزرگ گونه.

نشان داده شده است که RNA های ریبوزومی جدا شده از شرکای پروتئینی خود افزایش یافته و از نگاه ناب، ساختارها خود به خود به یک ساختار فشرده فرو می ریزند که از نظر اندازه و شکل مشابه زیر واحدهای ریبوزومی است]. شکل زیر ذرات بزرگ و کوچک متفاوت است و شکل RNA ریبوزومی بزرگ و کوچک بر این اساس متفاوت است (شکل 4). بنابراین، لانست‌های خطی RNA ریبوزومی در ساختارهای فضایی خاص خود سازماندهی می‌شوند، که اندازه، شکل و احتمالاً مکان داخلی زیرواحدهای ریبوزومی و در نتیجه کل ریبوزوم را تعیین می‌کنند.

RNA جزئی در دنیا، تلقیح اجزای سلول‌های زنده و سایر بخش‌های RNA سلول کل نشان داده است که سه نوع سر RNA سمت راست قابل جداسازی نیستند. معلوم شد که در طبیعت هیچ نوع دیگری از RNA وجود ندارد. این همان چیزی است که ما آن را "RNA کوچک" می نامیم، که حاوی حداکثر 300 نوکلئوتید است، اغلب با عملکردهای ناشناخته. به عنوان یک قاعده، آنها با یک یا چند پروتئین مرتبط هستند و در سلول ها به عنوان ریبونوکلئوپروتئین - "RNP های کوچک" نشان داده می شوند.

RNA های کوچک در تمام قسمت های سلول از جمله سیتوپلاسم، هسته، هسته و میتوکندری وجود دارند. اکثر این RNP های کوچک، که عملکردهای آنها در مکانیسم های پردازش پس از رونویسی انواع اصلی RNA (پردازش RNA) - تبدیل پیش سازهای mRNA بر روی mRNA بالغ (پیچیدن)، ویرایش mRNA، بیوژنز tRNA، حمام های دوز شرکت می کنند. RNA ریبوزومی یکی از فراوان‌ترین انواع RNP‌های کوچک (SRP) در سلول‌ها، نقش کلیدی در انتقال پروتئین‌هایی دارد که در طول غشای سلولی سنتز می‌شوند. انواع RNA های کوچکی وجود دارند که عملکردهای تنظیمی را در ترجمه انجام می دهند. یک RNA کوچک ویژه وارد انبار مهم ترین آنزیم مسئول پشتیبانی از تکثیر DNA در نسل های سلولی - تلومراز می شود. باید گفت که ابعاد مولکولی آنها می تواند برابر با پروتئین های کروی سلولی باشد. بنابراین، به طور فزاینده ای روشن می شود که عملکرد یک سلول زنده نه تنها با تنوع پروتئین هایی که در آن سنتز می شوند، بلکه با وجود مجموعه ای غنی از RNA های متنوع تعیین می شود، که RNA های کوچک مهم هستند. فشردگی و اندازه پروتئین ها

ریبوزیم. تمام زندگی فعال توسط مبادله مواد - متابولیسم هدایت می شود، و تمام واکنش های بیوشیمیایی متابولیسم با مایعات لازم برای اطمینان از زندگی انجام می شود، فقط با کاتالیزورهای خاص بسیار مؤثر، با ایجاد تکامل. برای چندین دهه، بیوشیمی متقاعد شده است که کاتالیز بیولوژیکی همیشه توسط پروتئین هایی به نام انجام می شود. آنزیم ها، یا آنزیم ها I axis y 1982-1983 pp. نشان داده شده است که در طبیعت انواعی از RNA وجود دارد که مانند پروتئین ها دارای فعالیت کاتالیزوری بسیار ویژه هستند [،]. این کاتالیزورهای RNA نامگذاری شدند ریبوزیم هااظهاراتی در مورد گناه پروتئین ها در کاتالیز واکنش های شیمیاییپایان فرا رسیده است

امروزه ریبوزوم را ریبوزیم نیز می دانند. درست است، تمام داده های تجربی آشکار نشان می دهد که سنتز پروتئین پلی پپتیدی در ریبوزوم توسط RNA ریبوزومی کاتالیز می شود و نه توسط پروتئین های ریبوزومی. یک جزء کاتالیزوری از RNA ریبوزومی بزرگ شناسایی شده است که مسئول کاتالیز واکنش transpeptidation است که همچنین به رشد پلی پپتید پروتئین در طول ترجمه کمک می کند.

در مورد تکثیر DNA ویروسی، مکانیسم آن تفاوت کمی با همانندسازی مواد ژنتیکی - DNA - خود سلول دارد. در برخی از RNA های ویروسی، فرآیندهایی انجام می شود که سرکوب می شوند یا در تمام طول روز در سلول های طبیعی، که در آن تمام RNA تنها بر روی DNA مانند یک ماتریکس سنتز می شود. هنگامی که با ویروس های RNA آلوده می شود، وضعیت می تواند دوگانه باشد. در برخی موارد، DNA بر روی RNA ویروسی سنتز می شود، مانند یک ماتریکس ("رونویسی بازگشتی")، و روی این DNA نسخه های متعددی از RNA ویروسی رونویسی می شود. در موارد دیگر، که به ما مربوط است، یک رشته مکمل از RNA بر روی RNA ویروسی سنتز می شود که به عنوان الگویی برای سنتز - همانندسازی - نسخه های جدید RNA ویروسی عمل می کند. به این ترتیب، در هنگام عفونت با ویروس های RNA، اصل تعیین کننده RNA که ایجاد ساختار آن را تعیین می کند، همانطور که DNA نیز محقق می شود.

چند کارکردی RNA فرضیه و دانش کلی در مورد عملکرد RNA به ما اجازه می دهد تا در مورد عملکرد منحصر به فرد این پلیمر در طبیعت زنده صحبت کنیم. امکان ایجاد تغییر فوری در عملکردهای اساسی RNA وجود دارد.

عملکرد همانندسازی ژنتیکی: توانایی ساختاری کپی (تکثیر) توالی های نوکلئوتیدی خطی از طریق توالی های مکمل. این عملکرد در طول عفونت های ویروسی اجرا می شود و شبیه عملکرد اصلی DNA در موجودات زنده سلولی - تکرار مجدد مواد ژنتیکی است.

تابع کدگذاری: برنامه ریزی سنتز پروتئین توسط توالی های خطی نوکلئوتیدها. این همان عملکردی است که DNA دارد. من در DNA و RNA همان سه گانه نوکلئوتیدها 20 اسید آمینه پروتئین را کد می کنند و توالی سه گانه در اسید نوکلئیک فرانسوی برنامه ای برای آرایش متوالی 20 نوع اسید آمینه در یک لانست سفید پلی پپتیدی است.

عملکرد سازه ساز: تشکیل ساختارهای بی اهمیت منحصر به فرد. مولکول‌های کوچک RNA که به‌طور فشرده تا شده‌اند، اساساً شبیه ساختارهای بی‌اهمیت پروتئین‌های کروی هستند و مولکول‌های RNA بزرگ‌تر می‌توانند بخش‌های بیولوژیکی بزرگ‌تر یا هسته‌های آن‌ها را ایجاد کنند.

عملکرد شناسایی: برهمکنش های بسیار خاص با سایر ماکرومولکول ها (از جمله پروتئین ها و سایر RNA ها) و با لیگاندهای کوچک. این عملکرد احتمالاً اصلی ترین عملکرد در پروتئین ها است. این بر اساس توانایی پلیمر برای تشکیل یک ساختار منحصر به فرد و تشکیل ساختارهای بی اهمیت خاص است. تابع تشخیص اساس کاتالیزور خاص است.

عملکرد کاتالیزوری: کاتالیز اختصاصی واکنش های شیمیایی توسط ریبوزیم ها. این عملکرد مشابه عملکرد آنزیمی پروتئین های آنزیمی است.

به طور کلی، RNA به‌عنوان یک پلیمر شگفت‌انگیز در برابر ما قرار دارد، که به نظر می‌رسد هیچ زمانی برای تکامل کیهان، و نه عقل خالق اثری از خود بر جای نمی‌گذاشت. همانطور که مشخص است، RNA برای ترکیب عملکرد هر دو پلیمر اساسی - DNA و پروتئین ها طراحی شده است. جای تعجب نیست که تغذیه مقدم بر علم شده است: چرا احساس گناه و وجود خودکفای نور RNA نمی تواند ظاهر زندگی را به شکل پروتئین DNA فعلی آن منتقل کند؟

LIFE HAVEN

نظریه Oparin's protein-coacervate. شاید، طبق علم، یک نظریه خوب فکر شده از زندگی در مسیر زیست زایی توسط بیوشیمیدان A.I. اوپارین در دهه 20 قرن گذشته متولد شد [،]. این تئوری مبتنی بر کشف این بود که همه چیز با پروتئین ها شروع شد، و در ذهن های اولیه امکان سنتز شیمیایی خود به خود مونومرهای پروتئین - اسیدهای آمینه - و پلیمرهای پروتئین مانند (پلی پپتیدها) توسط مواد بیوژنیک بود. انتشار این نظریه باعث تحریک آزمایش های عددی در تعدادی از آزمایشگاه ها در سراسر جهان شد که واقعیت چنین ترکیبی را در ذهن افراد نشان داد. نظریه شویدکو به طور گسترده پذیرفته شد و بسیار محبوب شد.

فرض اصلی آن این بود که ذرات پروتئین مانند به طور خود به خود در "آبگوشت" اصلی ظاهر می شوند و "در قطره های coacervate - سیستم های کلوئیدی (sols) تقویت شده با آب که در محلول آب رقیق تر شناور می شوند، ترکیب می شوند. تغییر ذهن از گناه ارگانیسم ها - تقویت dovkillaو بخش بندی از آنجایی که چندین ذره پروتئین مانند لکه های کواسروات می توانند فعالیت کاتالیزوری داشته باشند، ممکن است واکنش های بیوشیمیایی در سنتز لکه ها اتفاق بیفتد - محصولات مشابه همگون سازی وجود دارد، که به معنای رشد کواسروات با تجزیه بیشتر به قطعات است. - تولید مثل. کواسروات که جذب، رشد و تکثیر می شود و با تقسیم بندی به عنوان نمونه اولیه سلول های زنده دیده می شود (شکل 5).

همه چیز به خوبی اندیشیده شده بود و از نظر علمی مبتنی بر تئوری بود، به جز یک مشکل، که مدت هاست با چشمان همه تقلبی های زندگی گالوسا صاف شده است. از آنجایی که به طور خود به خود، در یک سری از سنتزهای تصادفی بدون الگو در یک کواسروات، ساختار مولکول های پروتئین یک به یک پدید آمدند (به عنوان مثال، کاتالیزورهای موثری که برتری این کواسروات را در رشد و تکثیر آن تضمین می کنند)، پس چگونه می توانند yuvatsya را کپی کنید تا وسط کوآسروات، و بیشتر از آن برای انتقال به کواسروات ها گسترش یابد - تئوری مشخص شد که برجسته کردن مشکل ایجاد دقیق - در وسط یک کواسروات و در نسل ها - ساختارهای پروتئینی مؤثر منفرد بی اساس است. ناگهان ظاهر شد.

دنیای RNA پیشرو زندگی روزمره است. دانش انباشته در مورد کد ژنتیکی، اسیدهای نوکلئیک و بیوسنتز پروتئین منجر به تایید یک ایده اساسی جدید در مورد TOM شد، که همه چیز نه با پروتئین، بلکه با RNA [-] آغاز شد. اسیدهای نوکلئیک نوع واحدی از پلیمرهای بیولوژیکی هستند که ساختار ماکرومولکولی آنها به دلیل اصل مکمل بودن در سنتز لانکساگ های جدید (گزارش ها)، امکان کپی برداری از نوارهای مونومر توالی خطی مرطوب را تضمین می کند، به عبارت دیگر، این امکان را فراهم می کند. ایجاد (تکثیر) پلیمر، ریزساختار آن. بنابراین، فقط اسیدهای نوکلئیک، به جای پروتئین ها، می توانند ماده ژنتیکی باشند و مولکول هایی را ایجاد کنند که ریزساختار خاص خود را در نسل ها تکرار می کنند.

در سطوح پایین، خود RNA، و نه DNA، می تواند ماده ژنتیکی اولیه باشد.

طبق اولیو در سنتز شیمیایی و واکنش های بیوشیمیایی، ریبونوکلئوتیدها به دئوکسی ریبونوکلئوتیدها منتقل می شوند. دئوکسی ریبونوکلئوتیدها محصولات اصلاح ریبونوکلئوتیدها هستند (شکل 2).

به شکلی متفاوت،در فرآیندهای مدرن و جهانی متابولیسم زنده، خود ریبونوکلئوتیدها، به جای دئوکسی ریبونوکلئوتیدها، به طور گسترده نشان داده می شوند، از جمله حامل های اصلی انرژی از نوع پلی فسفات های ریبونوکلئوزیدی (ATP).

در سوم، RNA Replykatsya بدون هیچ DNA امکان پذیر است، و مکانیسم توسط شورای شورای Vimaga زنده، RNA-Strauvka در DNA INITSIATSIC SNITY LANTSYA کاهش می یابد.

در چهارمینعلاوه بر همه ماتریکس و توابع ژنتیکی مشابهی که DNA و RNA ایجاد می‌کنند، عملکردهای پایینی نیز دارند که پروتئین‌ها را کنترل می‌کنند، از جمله کاتالیز واکنش‌های شیمیایی. بنابراین، هر دلیلی وجود دارد که DNA را به عنوان یک افزوده تکاملی بعدی در نظر بگیریم - به عنوان یک اصلاح RNA، که برای عملکرد خاص ایجاد و حفظ نسخه های منحصر به فرد ژن ها در ژنوم انبار سلولی بدون هیچ گونه مشارکت واسطه ای در بیوسنتز پروتئین تخصص دارد.

هنگامی که RNA های فعال کاتالیزوری کشف شدند، ایده تقدم RNA در زندگی روزمره به شدت تحت تأثیر قرار گرفت و این مفهوم فرموله شد. جهان خودکفا RNA،از بین بردن زندگی روزمره [،]. نمودار Mozhliv از RNA vinification در شکل 1 ارائه شده است. 6.

سنتز ابیوژنیک ریبونوکلئوتیدها و تشکیل کووالانسی آنها به الیگومرها و پلیمرهایی از نوع RNA می تواند تقریباً در همان ذهن ها و در همان شرایط شیمیایی که برای ایجاد اسیدهای آمینه و پلی پپتیدها فرض شده بود رخ دهد. اخیرا O.B. Chetverin و spivrobytniki (مؤسسه پروتئین RAS) به طور تجربی نشان دادند که اجزای اولیه پلی ریبونوکلئوتیدها (RNA) در محیط آبی پایه قبل از نوترکیبی خود به خود ایجاد می شوند، به طوری که تبادل قطعات رخ می دهد.این روش ترانس استری شدن است. مبادله قطعات لانست کوتاه با قطعات بلند منجر به کاهش پلی ریبونوکلئوتیدها (RNA) می شود و چنین نوترکیبی خود با تنوع ساختاری این مولکول ها سازگار است. از جمله آنها می توان مولکول های RNA فعال کاتالیزوری را نام برد.

ظهور نادر مولکول های RNA منفرد، که پلیمریزاسیون ریبونوکلئوتیدها یا اتصال الیگونوکلئوتیدها را روی یک ماتریس RNA مکمل [ ] کاتالیز می کنند، به معنای ایجاد مکانیسم تکثیر RNA یونی است. تکثیر کاتالیزورهای RNA (ریبوزیم ها) خود آسیب کمی به جمعیت های RNA خودتکثیر شونده وارد می کند. تولید نسخه های خود از RNA تکثیر شده است. تغییرات اجتناب ناپذیر در کپی (جهش) و نوترکیب در جمعیت های RNA که خود تکرار می شوند، تنوع روزافزونی را در این جهان ایجاد کرد. بنابراین، انتقال دنیای باستانی RNA - tse "دنیای بیولوژیکی خودکفا که در آن مولکول های RNA به عنوان ماده ژنتیکی و به عنوان کاتالیزورهای آنزیم مانند عمل می کنند." .

سرزنش بیوسنتز پروتئین علاوه بر این، بر اساس RNA نور، پیشرفت کمی در شکل‌گیری مکانیسم‌های بیوسنتز پروتئین، ظهور پروتئین‌های مختلف از ساختار و قدرت فروپاشی، تقسیم‌بندی سیستم‌های بیوسنتز پروتئین و جذب پروتئین و شاید به شکل تكامل ساختار كلينيفرم باقيمانده - كلينوي زنده (بخش شكل 6) وجود دارد. ).

مسئله گذر از نور RNA باستانی به نور سنتز کننده پروتئین فعلی مهمترین نکته برای یک راه حل بسیار نظری است. فراوانی سنتز نیم پپتید، من پیش از Magino، مشکلات virishenni، okolka به همان کلاه خاص نگاه نمی کند، سنتز یاک میگ بوتی، il از RNA PID Genity Control. کنترل ژنتیکی سنتز پلی پپتیدها و پروتئین ها به طور مستقل از سنتز زیست زایی اولیه، به روش خاص خود، با تنظیم RNA نور موجود از قبل ایجاد می شود. ادبیات تعدادی فرضیه را در مورد شباهت مکانیسم روزانه بیوسنتز پروتئین در RNA سبک ارائه کرده است، اما شاید بتوان آنها را از نظر احتمالات فیزیکی-شیمیایی با جزئیات و پیش بینی نشده دید. من نسخه خود را از روند تکامل و تخصصی شدن RNA ارائه می کنم، که منجر به تخریب دستگاه بیوسنتز پروتئین می شود (7 کوچک)، اما تظاهر نمی کند که کامل شده است.

یک طرح فرضی برای ترکیب دو لحظه اساسی که مهم به نظر می رسند پیشنهاد شده است.

طبق اولیفرض بر این است که الیگوریبونوکلئوتیدهای سنتز شده به طور فعال از طریق مکانیسم اضافی ترانس استری غیر آنزیمی خود به خودی دوباره ترکیب می شوند که منجر به ایجاد رشته های RNA فعال و ایجاد تنوع آنها می شود. این مسیر در جمعیت الیگونوکلئوتیدها و پلی نوکلئوتیدها می تواند شامل انواع فعال کاتالیستی RNA (ریبوزیم) و سایر انواع RNA با عملکردهای تخصصی باشد (شکل 7). علاوه بر این، نوترکیب غیر آنزیمی اولیگونوکلئوتیدهایی که به طور مکمل به ماتریکس پلی نوکلئوتید متصل می شوند، می تواند اتصال متقابل (پیچیدن) قطعات مکمل ماتریکس را در یک لانست تضمین کند. به این ترتیب، به جای کاتالیز شدن توسط پلیمریزاسیون مونونوکلئوتیدها، کپی (تکثیر) اولیه RNA می تواند رخ دهد. ظاهراً، اگر مشخص شد که ریبوزیم‌ها دارای فعالیت پلیمراز پایینی هستند، کارایی (دقت، سیالیت و بهره‌وری) به مکمل کپی می‌شود. ماتریس ها کوچک می شوند و در حال رشد هستند.

دیگریک نکته مهم در نسخه من این است که اولین دستگاه برای بیوسنتز پروتئین با آرایش چندین نوع RNA تخصصی قبل از ظهور دستگاه تکثیر آنزیمی (پلی مراز) مواد ژنتیکی - RNA و DNA ظاهر شد. این دستگاه اولیه شامل RNA پروریبوزومی فعال کاتالیستی است که فعالیت پپتیدیل ترانسفراز پایینی دارد. مجموعه ای از pro-tRNA ها که به طور خاص به اسیدهای آمینه یا پپتیدهای کوتاه متصل می شوند. سایر RNA های پروریبوزومی به طور همزمان با RNA کاتالیزوری پروریبوزومی، pro-mRNA و pro-tRNA برهمکنش می کنند (شکل 7). چنین سیستمی می‌تواند از طریق یک واکنش transpeptidation کاتالیز شده، لنج‌های پلی پپتیدی را سنتز کند. در میان سایر پروتئین های فعال کاتالیزوری - آنزیم های اولیه (آنزیم ها) - پروتئین هایی ظاهر شده اند که پلیمریزاسیون نوکلئوتیدها - رپلیکازها یا NK پلیمرازها را کاتالیز می کنند.

با این حال، ممکن است که فرضیه در مورد به دنیای باستان RNA، به عنوان پیش ساز دنیای زندگی روزانه، نمی تواند شرطی شدن کافی را برای حل مشکل اصلی به دست آورد - یک توصیف علمی قابل قبول از مکانیسم انتقال از RNA و همانندسازی به بیوسنتز پروتئین. فرضیه جایگزین A.D اضافه شده و به تفصیل فکر شده است. Altstein (موسسه زیست شناسی ژن، آکادمی علوم روسیه)، که فرض می کند که تکثیر مواد ژنتیکی و ترجمه آن - سنتز پروتئین - به طور همزمان تکامل یافته و تکامل یافته و مصرف شده است، که از تعامل متقابل بیوژن ها شروع می شود، اما سنتز الیگونوکلئوتیدها و آمینواسیل ها شروع می شود. نوکلئوتیدیلات ها - انیدریدهای مخلوط. قبلاً قزاق نزدیک شده است ... ( «و شهرزاد صبح گرفتار شد و اجازه تبلیغ گرفت».)

ادبیات

. واتسون جی دی، کریک اف اچ سی.ساختار مولکولی اسیدهای نوکلئیک // طبیعت. 1953. ج 171. ص 738-740.

. واتسون جی دی، کریک اف اچ سی.مفاهیم ژنتیکی ساختار اسید نوکلئیک دئوکسی ریبوز // Nature 1953 V. 171. P. 964-967.

. اسپرین A.S.زیست شناسی روزانه و ایمنی بیولوژیکی // بولتن آکادمی علوم روسیه. 1997. شماره 7.

. اسپرین A.S.در مورد ساختار ماکرومولکولی مواد شیمیایی ریبونوکلئیک طبیعی با پلیمر بالا // مجله زیست شناسی مولکولی. 1960. V. 2. P. 436-446.

. کرن اس.اچ.، سودات اف.ال.، کویگلی جی.جی. تا در.ساختار سه بعدی RNA انتقال فنیل آلانین مخمر // علم. 1974. ج 185. ص 435-40.

. روبرتاس جی.دی.، لدنر جی.ای.، فینچ جی.تی. تا در.ساختار tRNA فنیل آلانین مخمر با وضوح 3 A // طبیعت. 1974. V. 250. ص 546-551.

. واسیلیف V.D.، Serdyuk I.N.، Gudkov A.T.، SPIRin A.S.خود سازماندهی RNA ریبوزومی // ساختار، عملکرد و ژنتیک ریبوزوم ها / ویرایش. Hardesty B. and Kramer G. New York: Springer-Verlag, 1986. P. 129-142.

. Baserga S.J.، Steitz J.A.دنیای متنوع ریبونوکلئوپروتئین های کوچک // دنیای RNA / ویرایش. Gesteland R.F. اتکینز جی.اف. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, 1993, pp. 359-381.

. Kruger K.، Grabowski PJ.، Zaug AJ. تا در. RNA خودجوش: برداشتن خودکار و اتوسیکلیزاسیون توالی مداخله گر RNA ریبوزومی تتراهیمنا

. Bartel D.P., Szostak J.W.جداسازی ریبوزیم های جدید از مجموعه بزرگی از توالی های تصادفی // علم. 1993. ج 261. ص 1411-1418.

. Ekland E.H.، Bartel D.P.پلیمریزاسیون RNA کاتالیز شده با RNA از تری فسفات های ویکوریستی و نوکلئوزیدی // طبیعت. 1996 V. 382. ص 373-376.

. Orgel L.E.منشاء حیات - بررسی حقایق و گمانه زنی ها // گرایش های علوم بیوشیمی. 1998. V. 23. p. 491-495.

. Altshtein A.D.شباهت سیستم ژنتیکی: فرضیه پروژن // زیست شناسی مولکولی. 1987. T. 21. صص 309-322.

اسپرین الکساندر سرگیوویچ - آکادمیک، مدیر موسسه پروتئین آکادمی علوم روسیه، عضو هیئت رئیسه آکادمی علوم روسیه.

آغاز یک دسته از مقررات zagalnyh است.

کل برنامه فرآیندهای شیمیایی در بدن در DNA ثبت می شود - مجموعه مولکولی اطلاعات ژنتیکی. جریان این اطلاعات با یک نمودار نشان داده می شود: DNA RNA PROTEIN، که نشان دهنده فرآیند ترجمه زبان ژنتیکی توالی های نوکلئوتیدی به توالی های اسید آمینه است. طرح DNA RNA به معنای بیوسنتز مولکول های RNA است که توالی نوکلئوتیدی آن مکمل هر شاخه (ژن) مولکول DNA است. این فرآیند رونویسی نامیده می شود. به این ترتیب tRNA، rRNA و mRNA سنتز می شوند. نام پروتئین RNA بیانگر بیوسنتز لانست های پلی پپتیدی است که توالی اسید آمینه آن توسط توالی نوکلئوتیدی mRNA از طریق tRNA و rRNA تعیین می شود. این فرآیند ترجمه نامیده می شود. هر دو فرآیند با مشارکت پروتئین های متعددی که عملکردهای کاتالیزوری و غیر کاتالیزوری را انجام می دهند، رخ می دهد.

بیوسنتز RNA

برای سنتز همه انواع RNA (p، t، m)، تنها یک نوع آنزیم مورد نیاز است: DNA - RNA ذخیره شده - پلیمرازها، که شامل اتصال یونهای روی است. مهم است که تعیین کنید چه نوع RNA سنتز می شود، به RNA پلیمراز 1 (سنتز rRNA را کاتالیز می کند)، RNA پلیمراز 2 (mRNA) و RNA پلیمراز 3 (tRNA) را ببینید. نوع دیگری در میتوکندری شناسایی شده است - RNA - پلیمراز 4. وزن مولکولی همه انواع RNA - پلیمرازها بین 500000 تا 600000 قرار دارد. تمام سنتز بر اساس اطلاعاتی که در ژنهای نوع DNA آنها وجود دارد انجام می شود. در هیچ کجای دنیا آنزیم RNA پلیمراز (از حیوانات، گیاهان، باکتری ها) دیده نشده است که با ویژگی های زیر در عملکرد in vivo مشخص می شود: 1) تری فسفونوکلئوزیدها سنتز می شوند، اما دی و مونوفسفونوکلئوزیدها سنتز نمی شوند. 2) برای فعالیت بهینه، کوفاکتور لازم یون منیزیم است. 3) آنزیم vikorista فقط از یک قطعه DNA به عنوان الگوی سنتز یک نسخه مکمل از RNA استفاده می کند (به همین دلیل سنتز مبتنی بر الگو است). افزودن پی در پی نوکلئوتیدها تضمین می شود به طوری که لنس از 5 به 3 انتها رشد می کند (پلیمریزاسیون 5 - 3):

F – F – F – 5` F – F – F – 5` F – F – F –5`

5) برای سنتز اولیه، می توان بخشی از RNA را بذر داد:

نوکلئوزید تری فسفات

(RNA)n مازاد (RNA)n + 1 + PF

RNA پلیمراز

در همان زمان، پلیمریزاسیون می‌تواند بدون بذر (اغلب انجام می‌شود) با جایگزینی بخش بذر تنها یک نوکلئوزید تری فسفات (معمولا ATP یا GTP) ادامه یابد.

6) در طی این پلیمریزاسیون، آنزیم تنها یک رشته از DNA را کپی می کند و در امتداد ماتریکس در یک خط مستقیم 3 - 5 درجه منتقل می شود. لرزش لنس که کپی شده اپیزودیک نیست.

7) لانس DNA الگو سیگنال هایی را برای شروع سنتز RNA برای آنزیم ارسال می کند که در اولین موقعیت ها قبل از پایان ژن انجام می شود و سیگنال هایی برای خاتمه سنتز که پس از پایان انجام می شود. ژن یا گروهی از ژن ها.

8) برای توصیف فرآیندهای دیگر، ممکن است به DNA ابرپیچ‌پیچ نیاز باشد که به تشخیص سیگنال‌های شروع و خاتمه سنتز و اتصال آسان‌تر RNA پلیمراز به الگو کمک می‌کند.

RNA پلیمراز یک آنزیم الیگومری است که از 5 زیر واحد آلفا، آلفا، بتا، بتا، گاما تشکیل شده است. زیرواحدهای آهنگ دارای توابع آهنگ هستند: به عنوان مثال، زیر واحد بتا در تشخیص پیوند فسفودی استر، زیر واحد گاما در تشخیص سیگنال شروع شرکت می کند.

قطعه ای از DNA که مسئول اتصال اولیه RNA پلیمراز است، پروموتر نامیده می شود که حاوی 30 تا 60 جفت باز نیتروژنی است.

سنتز RNA تحت تزریق DNA - RNA ذخیره شده - پلیمراز در مرحله 3 رخ می دهد: شروع، افزایش طول، پایان.

1) شروع - زیرواحد گاما، که در ذخیره سازی RNA - پلیمرازها وجود دارد، نه تنها بخش های پروموتر DNA را "شناسایی" می کند، بلکه مستقیماً در ناحیه TATA - توالی ها متصل می شود. علاوه بر این، TATA سیگنالی برای تشخیص است، همچنین ممکن است اهمیت رباط های آب را کاهش دهد، که باعث می شود "باز کردن" رشته های DNA آسان تر شود. به نظر می رسد که cAMP در تحریک این فرآیند نقش دارد. هنگامی که رشته DNA باز می شود، زیرواحد گاما RNA پلیمراز تشکیل می شود. در این مورد، یکی از رشته های DNA به عنوان الگویی برای سنتز یک رشته جدید RNA عمل می کند. به محض شروع این سنتز، زیر واحد گاما به آنزیم اضافه می شود و سپس مولکول دیگری را به آنزیم می پیوندد تا در چرخه رونویسی جدید شرکت کند. "باز کردن بافته شدن" DNA در دنیای RNA پلیمراز، که رمزگذاری می کند، رخ می دهد. این برای تشکیل صحیح جفت های مکمل با نوکلئوتیدهایی که در DNA RNA وارد می شوند ضروری است. اندازه قطعه بدون بافته DNA در کل فرآیند ثابت است و تقریباً 17 جفت نوکلئوتید در هر مولکول RNA پلیمراز است. یک زبان رمزگذاری یکسان می تواند همزمان تعدادی از مولکول های RNA - پلیمرازها را بخواند، اما روند تنظیم به گونه ای است که در هر لحظه مولکول پوست RNA - پلیمراز بخش های مختلف DNA را رونویسی می کند. در همان زمان، برای DNA - RNA ذخیره شده - پلیمراز 3، tRNA را سنتز می کند که با "شناسایی" پروموتر داخلی مشخص می شود.

2) ازدیاد طول، که سنتز را ادامه می دهد، توسط RNA پلیمراز یا حتی به عنوان یک تترامر انجام می شود، زیرا زیر واحد گاما قبلاً جدا شده است. لانست جدید با افزودن متوالی ریبونوکلئوتیدها به گروه 3'-هیدروکسی قوی رشد می کند. به عنوان مثال، سرعت سنتز mRNA در آلبومین سرم به 100 نوکلئوتید در ثانیه می رسد. بر خلاف DNA پلیمراز (که در زیر مورد بحث قرار می گیرد)، RNA پلیمراز صحت لانس پلی نوکلئوتیدی جدید ایجاد شده را تأیید نمی کند. فرکانس برش ها در طول سنتز RNA روی 1:1000000 تنظیم شده است.

3) خاتمه - این جایی است که فاکتور پروتئین r(ro) نقش دارد. وارد انبار RNA پلیمراز نشوید. ظاهراً توالی پایان‌دهنده نوکلئوتیدها بر روی الگو توسط یکی از مکانیسم‌های تعامل بین زیر واحد گاما و پروموتر تعیین می‌شود. ترمیناتور در نزدیکی 30 - 60 جفت نوکلئوتیدی است ایل سرییو در - بخار، من می خواهم برای Grakers RNA تعبیه شده است، سیگنال terminasi vid، codu، برای 1000 - 2000 pidstav. ممکن است یکی از ذرات پلیمراز در توالی پایان دهنده شناخته شده شرکت کند. در این حالت سنتز RNA آغاز می شود و مولکولی از RNA سنتز شده آنزیم را ترک می کند. اکثر مولکول های RNA که به این روش سنتز می شوند، از نظر بیولوژیکی فعال نیستند. خوب، پیش سازهایی وجود دارند که می توانند تحت واکنش های مختلف به اشکال بالغ تبدیل شوند. به این می گویند پردازش. این واکنش ها عبارتند از: (1) تکه تکه شدن پیش سازهای طولانی مدت (به موجب آن 1 تا 3 tRNA می تواند از یک رونوشت ایجاد شود). (2) افزودن نوکلئوتیدها به انتها. (3) اصلاح ویژه نوکلئوتیدها (متیلاسیون، سولفور کردن، دآمینیزاسیون و غیره).

پردازش mRNA ویژگی دیگری دارد. معلوم شد که برخی از اطلاعاتی که توالی AK را در ژن‌ها رمزگذاری می‌کنند، با توالی‌های غیر کدکننده پراکنده می‌شوند. "ژن های انحلال". پس از رونویسی، کل ژن "اختلال" کپی می شود. در این حالت، هنگام پردازش اندونوکلئازها، یا به آنها آنزیم های محدود کننده می گویند، بخش هایی تشکیل می شود که کد نمی کنند (اینترون). آنها حداقل 200 بار پیش دیده شده اند. آنزیم های محدود کننده پیوند (بر اساس نوع آنزیم) بین نوکلئوتیدهای پیچیده (مثلا P - A، T - A و غیره) را از بین می برند. سپس لیگازی ها قسمت های بلند (اگزونی) را می دوزند. بیشتر توالی‌های موجود در رونوشت‌های mRNA بالغ از یک تا 50 بار توسط بخش‌های غیر کدکننده (اینترون) در ژنوم توزیع می‌شوند. به عنوان یک قاعده، اینترون ها به طور قابل توجهی بیشتر از اگزونی هستند. عملکرد اینترون ها به طور دقیق مشخص نشده است. احتمالاً با بهینه سازی تغییرات ژنتیکی (بازترکیب) بر زیربخش فیزیکی اگزون ها تأثیر می گذارد. این شامل سنتز RNA بدون الگو است. این فرآیند توسط آنزیم پلی نوکلئوتید فسفوریلاز کاتالیز می شود: nucleDP+(nucleMP)n(nucleMP)n+1+Fk. این آنزیم ماتریکس را جذب نمی کند و پلیمری با یک توالی پلی نوکلئوتیدی خاص سنتز نمی کند. شما به RNA Lanzyug فقط به عنوان دانه نیاز دارید. تعدادی آنتی بیوتیک (حدود 30) برای تأثیرگذاری بر روند سنتز RNA استفاده می شود. دو مکانیسم وجود دارد: (1) اتصال به RNA پلیمراز، که منجر به غیرفعال شدن آنزیم می شود (به عنوان مثال، ریفامایسین به واحد b متصل می شود). (2) آنتی بیوتیک ها می توانند به DNA الگو متصل شوند و اتصال آنزیم به الگو یا حرکت RNA DNA پلیمراز (مثلاً اکتینومایسین D) را مسدود کنند.

بیوسنتز DNA

اطلاعات ژنتیکی ذخیره شده در DNA یک کروموزوم می تواند از طریق همانندسازی دقیق یا از طریق نوترکیبی، جابجایی و تبدیل اضافی منتقل شود:

1) نوترکیب دو کروموزوم همولوگ مواد ژنتیکی را مبادله می کنند.

2) جابجایی - منشأ حرکت ژن ها روی یک کروموزوم یا بین کروموزوم ها. ممکن است که این نقش مهمی در تمایز سلولی داشته باشد.

3) تبدیل - با این حال، توالی های کروموزوم جدید می توانند جفت های منطبق را تشکیل دهند و بخش هایی که مطابقت ندارند حذف می شوند.

4) همانندسازی (نوع اصلی سنتز DNA) که ایجاد "یک نوع" است.

اهمیت عملکردی اصلی تکثیر، ارائه اطلاعات ژنتیکی به فرزندان است. آنزیم اصلی که سنتز DNA را کاتالیز می کند، DNA پلیمراز است. چندین نوع DNA پلیمراز دیده شده است: 1) آلفا - (از هسته دیده می شود) - این آنزیم اصلی در تکثیر کروموزوم ها است. 2) بتا - (بنابراین در هسته موضعی می شود) - ممکن است در فرآیندهای ترمیم و نوترکیب شرکت کند. 3) گاما - (محلی در میتوکندری) - به احتمال زیاد در تکثیر DNA میتوکندریایی شرکت می کند. برای عملکرد DNA پلیمراز، شرایط زیر ضروری است: 1) مقصر میانی حاوی تمام 4 دئوکسی ریبونوکلئوتید (dATP، dGTP، dCTP و TTP) باشد. 2) برای فعالیت بهینه، یک عامل مشترک ضروری: منگنز. 3) وجود DNA کپی شده ضروری است. 4) نوکلئوتیدها به طور مستقیم اضافه می شوند 5` - 3` (5` - 3` - پلیمریزاسیون). 5) همانند سازی در زمان مشخصی شروع می شود و به طور همزمان در هر دو جهت با سرعت تقریباً یکسانی ادامه می یابد. 6) برای شروع سنتز، بخش بذری از یک قطعه DNA یا یک قطعه RNA را می توان به عنوان نقطه شروع برای سنتز RNA، احتمالاً سنتز نوکلئوتیدهای دیگر، استفاده کرد. 7) یک مولکول DNA ابرپیچ برای همانندسازی مورد نیاز است. اما، همانطور که قبلاً گفتیم، برای رونویسی (و برای سنتز RNA) RNA پلیمراز لازم (با یک زیرواحد گاما برای شناسایی و اتصال به پروموتر) و پروتئین توسط سیگنال پایان (عامل r) در طول همانندسازی شناسایی می شود. DNA ї DNA پلیمرازها چندین (حدود 10) پروتئین اضافه می کنند که برخی از آنها آنزیم هستند. این پروتئین های اضافی با هم ترکیب می شوند:

1) تشخیص نقطه همانندسازی توسط DNA پلیمراز.

2) باز کردن محلی DNA دوبلکس، که تسمه های تکی را برای کپی کردن الگو ایجاد می کند.

3) تثبیت ساختار ذوب شده (بافته نشده).

4) روشنایی لانس های بذر برای شروع DNA پلیمراز.

5) سرنوشت چنگال تکرار قالبی و کشیده را بگیرید.

6) تشخيص قطعات خاتمه را متراكم مي كند.

7) سوپراسپیری شدن DNA را اسپری می کند.

ما تمام اجزای لازم برای همانندسازی DNA را مورد بحث قرار دادیم. و بنابراین، همانطور که قبلاً حدس زدیم، همانند سازی DNA در وهله اول آغاز می شود. برای باز کردن DNA پدر، انرژی مورد نیاز است که در طول هیدرولیز ATP آزاد می شود. دو مولکول ATP بر روی بخشی از پوست AT مصرف می شود. سنتز پیوندهای DNA جدید از باز شدن یک ساعته DNA پدر. بخشی که در آن باز کردن و سنتز یک شبه اتفاق می افتد "چنگال تکرار" نامیده می شود:

DNA Batkivska

DNA تازه سنتز شده

تکثیر DNA به گونه ای اتفاق می افتد که پوست DNA 2-lanc پدر، الگویی برای سنتز یک لنگ مکمل جدید و دو لنگید (خروجی و جدید سنتز شده) است که ترکیب می شوند و مراحل تولید DNA را ایجاد می کنند. . این مکانیسم همانندسازی محافظه کار نامیده می شود. تکثیر DNA به طور همزمان روی 2 لانست، و همانطور که قبلاً فکر می کردیم، 5 - 3 صورت می گیرد. اما لانست های DNA پدر به طور متفاوتی صاف می شوند. پروت، آنزیمی که سنتز DNA را انجام می دهد، 3` - 5` مستقیم ندارد. به آن، یکی Lancyug، دود مادر مادر hidamovstya 5` - 3`، اگر شما بی پروا سنتز (ї Dazyat "limeychi")، دیگر Lantsyug Boody است کمی 5` - 3`، ale با قطعات 150 - 200 نوکلئوتید، یاکی زگوتا به هم دوخته شده است این لانتسوگ "ویدستایا" نام دارد.

برای شروع سنتز DNA جدید، به یک پرایمر نیاز است. قبلاً گفتیم که دانه می تواند قطعه ای از DNA یا RNA باشد. هنگامی که RNA به عنوان آغازگر عمل می کند، طول بسیار کوتاهی دارد، حاوی حدود 10 نوکلئوتید است و پرایمر نامیده می شود. این یک پرایمر مکمل یکی از رشته های DNA و یک آنزیم خاص - پریماز را سنتز می کند. سیگنال برای فعال شدن اولیت، ایجاد کمپلکس پرینه پیش پرایمینگ است که از 5 پروتئین تشکیل شده است. گروه 3' ترمینال (گروه هیدروکسیل پرایمر انتهایی ریبونوکلئوتید) به عنوان آغازگر سنتز DNA تحت اثر DNA پلیمراز عمل می کند. پس از سنتز DNA، جزء RNA (پرایمر) توسط DNA پلیمراز هیدرولیز می شود.

کار DNA پلیمرازها توسط ماتریکس هدایت می شود، به طوری که انبار نوکلئوتیدی DNA تازه سنتز شده به ماهیت ماتریکس بستگی دارد. در DNA پلیمراز خود، همیشه قبل از ادامه پلیمریزاسیون، باقیمانده های غیر مکمل را در انتهای پرایمر حذف می کند. بنابراین، تکثیر DNA با دقت زیادی پیش می رود و جفت شدن بازها دو بار تأیید می شود. DNA پلیمرازها برای رشد حلقه‌های DNA تازه سنتز شده طراحی شده‌اند، اما نه برای کاتالیز کردن اتصال دو حلقه DNA یا ترکیب یک حلقه (با ایجاد DNA دایره‌ای). این عملکرد توسط DNA لیگاز تعیین می شود که تشکیل یک پیوند فسفودی استر بین دو لیگاز DNA را کاتالیز می کند. این آنزیم ظاهراً فعال است - یک گروه VIN در انتهای سوم یک رشته DNA و یک گروه فسفات در انتهای پنجم رشته DNA دیگر. دوخت لانتسوگ برای مصرف انرژی ATP پرداخت می شود. بقایای عوامل شیمیایی و فیزیکی غیر سمی (اشعه یونیزان، اشعه ماوراء بنفش، انواع مختلف گفتار شیمیایی) خواستار آسیب به DNA (تغییر یا از بین رفتن AT، پارگی رباط های فسفودی استر و غیره)، همه سلول ها مکانیسم هایی برای اصلاح این نقایص دارند. آنزیم محدود کننده DNA فرآیند را تشخیص می دهد و قطعه آسیب دیده را به ارتعاش در می آورد، DNA پلیمراز سنتز ترمیم (تولیدی) قطعات آسیب دیده را مستقیماً 5-3 انجام می دهد. بخش تجدید شده از لانکوگ اضافی با DNA لیگاز دوخته شده است. این روش اصلاح قطعات تغییر یافته یا آسیب دیده را ترمیم می گویند. فهرست بازدارنده های تکثیر DNA متنوع و طولانی است. برخی به DNA پلیمراز متصل می شوند و آنها را غیرفعال می کنند، برخی دیگر بلوک اضافی بعدی را متصل و غیرفعال می کنند، برخی دیگر به DNA الگو وارد می شوند و داده های آنها را قبل از کپی از بین می برند و برخی دیگر به عنوان بازدارنده های رقیب عمل می کنند که آنالوگ های تری فسفات های نوکلئوتیدی معمولی هستند. این مهارکننده ها عبارتند از آنتی بیوتیک ها، جهش زاها، عوامل شیمیایی، عوامل ضد ویروسی و غیره.

بیوسنتز پروتئین (ترجمه ژن).

تا کردن لانست پلی پپتیدی در انبارها و AK ها یک فرآیند شگفت انگیز و حتی پیچیده است که می توان آن را در 4 مرحله مشاهده کرد:

1) فعال سازی و انتخاب AK (مرحله راکد ATP)؛

2) شروع سنتز لانست پلی پپتیدی (مرحله GTP).

3) طویل شدن لانست پلی پپتیدی (مرحله قدیمی GTP).

4) خاتمه سنتز لانست پلی پپتیدی.

(1) - فعال سازی و انتخاب AK. در همه انواع سلول ها، اولین مرحله ترجمه، تبدیل وابسته به ATP AA پوستی به یک کمپلکس است: aminoacyl-tRNA. دو هدف وجود دارد که می توان به آنها دست یافت:

1) واکنش تشکیل AK به منظور روشن کردن پیوند پپتیدی در حال پیشرفت است.

2) AK به یک tRNA خاص متصل می شود (این به معنای انتخاب است). واکنش در مرحله 2 + Mg + + رخ می دهد

1) AA + ATP aminoacyl - AMP + PF

آمینواسیل-tRNA سنتتاز

2) aminoacyl-AMP + tRNA aminoacyl-tRNA

آمینواسیل-tRNA سنتتاز

آمینواسیل-tRNA سنتتاز افزودن آمینواسیل (باقی مانده اسید آمینه) به سومین گروه هیدروکسیل آدنوزین انتهایی را کاتالیز می کند. Zgadayo Budovu tRNA:

این شانه باید سرنوشت آمینواسیل محدود شده را بگیرد.

برای تشخیص tRNA توسط tRNA با ریبوزوم در محل سنتز پروتئین.

آمینواسیل-tRNA-

پتیدازویا

آنتی کدون

علاوه بر فعالیت کاتالیزوری، آمینواسیل-tRNA سنتتاز دارای ویژگی بسیار بالایی است که هم اسیدهای آمینه و هم مشتقات tRNA آنها را "شناسایی" می کند. انتقال داده می شود که سلول ها حاوی 20 سنتتاز هستند - یکی در هر پوست AK، سپس tRNA غنی تر است (حداقل 31-32)، که غنی از AKs است می تواند با دو و از سه مولکول tRNA مختلف متصل شود.

(2) شروع مرحله دیگری در سنتز پروتئین است.

برای شروع ترجمه، شناسایی دقیق اولین کدون ضروری است که به دنباله mRNAی که ترجمه نشده اضافه می شود. کدون آغازگر AUG و آغازگر متیونین-tRNA است

mRNA ترجمه نمی شود ترجمه نمی شود ترجمه نمی شود

دنباله دنباله دنباله

کدون اول

شناسایی به tRNA کمک کننده آنتی کدون داده می شود. خواندن به طور مستقیم در 5` - 3` انجام می شود. این تشخیص از یک برهمکنش منظم با ریبوزوم‌های جدا شده ناشی می‌شود که منجر به اتلاف انرژی (GTP) می‌شود. این فرآیند شامل پروتئین های جانبی به نام فاکتورهای آغازین (FI)، سابق 8 است. این فرآیند شامل زیر واحد 40S و 60S ریبوزوم ها می شود. بیایید نگاهی به مکانیسم گزارش‌دهی شروع بیاندازیم.

1) 40S - زیر واحد rRNA به ناحیه mRNA که قبل از کدون اول است متصل می شود. سرنوشت FI-3 را از چه کسانی بگیرید.

2) اولین aminoacyl-tRNA، که در ترجمه اولین کدون شرکت می کند، با GMP و PHI-2 تعامل دارد. این کمپلکس، با تثبیت خود در حضور FI-1، tRNA را به اولین کدون ماتریس می آورد و کمپلکس آغازگر را با زیر واحد 40S ریبوزوم ایجاد می کند.

3) پس از حذف تمامی فاکتورهای شروع (FI-1،2،3)، زیر واحد 60S ریبوزوم به GTP اضافه می شود که باعث هیدرولیز GTP می شود. این کار ایجاد یک واحد ریبوزومی جدید 80S را تکمیل می کند. به این ترتیب، یک مجموعه آغازگر جدید ایجاد می شود: ریبوزوم - mRNA - tRNA.

کل سطح ریبوزوم شامل 2 بخش عملکردی برای برهمکنش با مولکول های tRNA است. ترکیب پپتیدیل (P-dilyanka) - یک لنس پلی پپتیدی را در مجتمع ذخیره پپتیدیل-tRNA با کدون ترجمه شده باقیمانده mRNA قرار می دهد. بلوک آمینواسیل (بلوک A) حاوی آمینواسیل-tRNA است که به کدون پپتیدی متصل است، آمینواسیل-tRNA به بلوک P تشکیل می شود و بلوک A را برای آمینو آسیل-tRNA بعدی آماده می کند.

به صورت شماتیک، کل فرآیند را می توان به صورت زیر نشان داد:

1) زیرواحد 40S ریبوزوم در محل FI-3 بلافاصله قبل از اولین کدون به توالی غیر شفاف mRNA اضافه می شود.

2) aminoacyl-tRNA که با GTP و PHI-2 متصل می شود و پس از قسمت PHI-1 به کدون اول اضافه می شود که در آن کمپلکس آغازگر را با زیر واحد 40S ایجاد می کند.

3) FI-1،2،3 انتخاب شده است.

4) زیر واحد 60S با GTP تعامل می کند و سپس به مجموعه آغازگر می پیوندد. ریبوزوم 80S به طور کامل تشکیل شده است که شامل بخش P و بخش A است.

5) پس از تشکیل کمپلکس آغازگر با کدون اول، aminoacyl-tRNA به واحد P تشکیل می شود و واحد A را آزاد می کند.

(3) ازدیاد طول - ادامه سنتز. در این مرحله سنتز لنس پپتید انجام می شود. ریبوزوم 80S، A-dilyanka، به طور کامل در مرحله شروع تشکیل می شود. اساساً، روند طویل شدن به طور پیوسته یک چرخه از سه مرحله را تکرار می کند:

1) پردازش صحیح aminoacyl-tRNA.

2) تقویت پیوند پپتیدی

3) حرکت peptidyl-tRNA تازه ایجاد شده از بخش A به بخش P.

(1) - افزودن یک aminoacyl-tRNA پیشرو (جلو) در A-site تشخیص دقیق کدون را تضمین می کند. این به دلیل tRNA است که به آنتی کدون کمک می کند. افزودن aminoacyl-tRNA به ریبوزوم منجر به ایجاد مجموعه ای می شود که از aminoacyl-tRNA، GTP و فاکتورهای افزایش طول پروتئین (PE) از جمله اسپرت تشکیل شده است. در این حالت کمپلکس PE – HDF و فسفات تشکیل می شود. این کمپلکس (PE – GDP) سپس (با مشارکت GTP و سایر عوامل پروتئینی) دوباره به PE – GTP تبدیل می شود.

(2) - گروه آلفا آمینو آمینواسیل-tRNA جدید در بخش A منجر به حمله نوکلئوفیلیک گروه کربوکسیل استری شده پپتیدیل tRNA می شود که بخش P را اشغال می کند. این واکنش توسط پپتیدیل ترانسفراز، یک جزء پروتئینی که وارد زیر واحد 60S ریبوزوم می شود، کاتالیز می شود. قطعات AK و aminoacyl-tRNA قبلاً فعال شده اند و برای این واکنش (واکنش تشکیل پیوند پپتیدی) به انرژی اضافی نیاز نیست. در نتیجه واکنش، لنس پلی پپتیدی در حال رشد به tRNA که در ماژول A قرار دارد متصل می شود.

(3) - پس از حذف باقی مانده پپتید از tRNA در بخش P، مولکول RNA آزاد بخش P را حذف می کند. کمپلکس FE-2-GTP در جابجایی پپتیدیل-tRNA تازه ایجاد شده از بخش A به بخش P شرکت می کند و بخش A را برای یک چرخه افزایش طول جدید جمع می کند. ترکیبی از جداسازی tRNA دی اسیله شده، انتقال پپتیدیل-tRNA تازه ایجاد شده از بخش A به بخش P و همچنین انتقال mRNA توسط ریبوزوم ها را جابجایی می نامند. انرژی به دست آمده در طول هیدرولیز ATP به AMP در ایجاد aminoacyl-tRNA تلف می شود و معادل انرژی هیدرولیز 2 ATP به 2 ADP است. افزودن aminoacyl-tRNA به بخش A نیاز به انرژی به دست آمده در طول هیدرولیز GTP به GDP داشت و یک مولکول GTP دیگر برای جابجایی صرف شد. ما می توانیم درک کنیم که تشکیل یک پیوند پپتیدی به انرژی نیاز دارد که در طی هیدرولیز 2 مولکول ATP و 2 مولکول GTP آزاد می شود.

سیالیت رشد پلی پپتید (همچنین به عنوان سیالیت ازدیاد طول شناخته می شود) در داخل بدن 10 اسید آمینه اضافی در هر ثانیه تخمین زده می شود. این فرآیندها توسط آنتی بیوتیک های مختلف مهار می شوند. بنابراین، پورومایسین با ترکیب شدن با آن، جابجایی را مسدود می کند

فروشنده R. استرپتومایسین با اتصال به پروتئین های ریبوزومی، تشخیص کدون توسط آنتی کدون را مختل می کند. کلرومیستین به سلول A متصل می شود و از کشیدگی جلوگیری می کند. از نظر شماتیک، می توان آن را به صورت زیر انجام داد: 1) aminoacyl-tRNA بعدی، که بلافاصله با یک آنتی کدون اضافی همراه است، در بخش A لنگر انداخته است. پذیرش از مجتمع با GTF و FE-1 به دست می آید. در این حالت HDF – FE – 1 و Fk تشکیل می‌شود که سپس دوباره به GTF – FE-1 تبدیل می‌شود و در چرخه‌های جدید نقش دارد. 2) پیوند پپتیدی بین aminoacyl-tRNA اضافه شده و پپتیدی که در P-addition قرار دارد ایجاد می شود. 3) هنگامی که پیوند پپتیدی ایجاد شد، tRNA به پپتید اضافه شده و بخش P حذف می شود. 4) آفریده های جدید پپتیدیل-tRNA، پشت کمک کمپلکس GTP-PE2، از A به بخش P حرکت می کنند و کمپلکس GTP-PE2 به GDP-PE-2 و Fk هیدرولیز می شود. 5) در نتیجه این حرکت، حلقه A برای پذیرش aminoacyl-tRNA جدید تشکیل می شود.

(4) پایان مرحله نهایی سنتز پروتئین است. پس از چرخه های متعدد طویل شدن، که منجر به سنتز پروتئین لانست پلی پپتیدی می شود،

A-Delicacy یک کدون اصطلاح یا مزخرف است. به طور معمول، دو tRNA وجود دارد و اطلاعاتی در مورد یک کدون بی معنی وجود دارد. آنها توسط پروتئین های خاص - فاکتورهای پایان (R-factors) شناسایی می شوند. آنها به طور خاص کدون مزخرف را تشخیص می دهند، به ریبوزوم نزدیک A-site متصل می شوند و جذب aminoacyl-tRNA را مسدود می کنند. فاکتورهای R با مشارکت GTP و پپتیدیل ترانسفراز هیدرولیز اتصال بین پلی پپتید و مولکول tRNA را که سایت R را اشغال می کند تضمین می کند. پس از هیدرولیز و آزادسازی پلی پپتید و tRNA، ریبوزوم 80S به زیرواحدهای 40S و 60S تجزیه می‌شود که سپس می‌تواند در ترجمه mRNA‌های جدید نقش داشته باشد.

ما به رشد یک پروتئین منفرد روی یک ریبوزوم که به یک مولکول mRNA اضافه شده بود نگاه کردیم. در واقع، این فرآیند کارآمدتر پیش می رود، قطعات mRNA به طور همزمان نه بر روی یک ریبوزم، بلکه روی کمپلکس های ریبوزومی (پلی زوم ها) ترجمه می شوند و مرحله پوستی ترجمه (شروع، ازدیاد طول، ملت حرارتی) عمل می کند که با آن ریبوزوم پوستی در این پلی زوم، در کدام کمپلکس ریبوزومی پس از آن می توان چندین نسخه از یک پلی پپتید را سنتز کرد که ابتدا mRNA از آن جدا می شود.

ابعاد کمپلکس های پلی زومی بسیار متفاوت است و تا حد زیادی توسط ابعاد مولکول mRNA تعیین می شود. حتی مولکول های mRNA بزرگ نیز توسط کمپلکس هایی از 50 تا 100 ریبوزوم ایجاد می شوند. اغلب، این کمپلکس شامل 3 تا 20 ریبوزوم است.

در حیوانات و انسان ها، تعداد زیادی پروتئین از طریق mRNA به شکل مولکول های پیش ساز سنتز می شوند، که سپس برای ایجاد مولکول های فعال، مشابه سنتز PC، اصلاح می شوند. پروتئین را می توان یک یا چند تهیه کرد مقدار بیشتراصلاحات آینده

1) محلول پیوند دی سولفید.

2) افزودن کوفاکتورها و کوآنزیم ها.

3) پذیرش گروه های پروتز.

4) پروتئولیز جزئی (پروانسولین - انسولین).

5) مطالعه الیگومرها.

6) اصلاح شیمیایی (آسیلاسیون، آمیناسیون، متیلاسیون، فسفوریلاسیون، کربوکسیلاسیون، و غیره) - بیش از 150 تغییر شیمیایی اسیدهای آمینه در مولکول پروتئین شناخته شده است.

تمام تغییرات منجر به تغییر در ساختار و فعالیت پروتئین ها می شود.

کد ژنتیکی.

این ایده که انتقال اطلاعات ژنتیکی از طریق DNA توسط یک مولکول اضافی به نام mRNA انجام می شود اولین بار در سال 1961 توسط F. Jacob و J. Monod مطرح شد. روبات های پیشرو (M. Nirenberg، H. G. Korana، R. Holly):

M.Nirenberg - سنتز پلی پپتیدها و اتصال aminoacyl-tRNA به ریبوزوم.

H.G. Korana - روش سنتز شیمیایی پلی الیگونوکلئوتیدها را توسعه داد.

R.U. Kholiya - رمزگشایی ساختار DNA از بخش آنتی کدون.

1) فرضیه دخیل بودن mRNA را تایید کردیم

2) آنها ماهیت سه گانه کد را نشان دادند که به موجب آن پوست AK توسط 3 باز به نام کدون به mRNA برنامه ریزی می شود.

3) مشخص شد که کد mRNA از طریق شناسایی مکمل توسط کدون سه گانه آنتی کدون tRNA خوانده می شود.

4) هویت بین AK و بیش از 64 کدون ممکن را ایجاد کردیم. اکنون مشخص شده است که 61 کدون AK را رمزگذاری می کنند و 3 کدون سیگنال پایان (کدون بی معنی) هستند.

مهم این بود که کد ژنتیکی جهانی باشد، به طوری که همه موجودات و انواع سلول ها معانی یکسانی با همه کدون ها دارند. با این حال، مطالعات اخیر روی DNA میتوکندری نشان داده است که سیستم ژنتیکی میتوکندری به طور قابل توجهی از سیستم ژنتیکی ساختارهای دیگر (هسته، کلروپلاست)، مانند tRNA میتوکندری در کدون متفاوت است. در نتیجه، میتوکندری به بیش از 22 نوع tRNA نیاز دارد. بنابراین، از آنجایی که سنتز پروتئین در سیتوپلاسم شامل 31-32 نوع tRNA و سپس کل مجموعه tRNA ها می شود.

18 از 20 AK توسط بیش از یک کدون کدگذاری می شوند (2، 3، 4، 6) - این قدرت "ویروس زایی" کد نامیده می شود و ممکن است مهمتربرای بدن با توجه به قدرت فرآیند، همانندسازی و رونویسی با اطلاعات ژنتیکی تداخلی ندارد. کد ژنتیکی با هم تداخل ندارد و حاوی علائم نگارشی نیست، به طوری که خواندن بدون هیچ وقفه ای به طور مداوم ادامه می یابد تا زمانی که به کدون مزخرف برسد. در همان زمان، قدرت کاملاً متفاوتی به ویروس ها اختصاص داده می شود - کدها می توانند "همپوشانی" داشته باشند:

1) اگر جایگزینی در نوکلئوتید 3 کدون رخ دهد، به دلیل "بکر بودن" کد، ممکن است توالی AK بدون تغییر بماند و جهش ظاهر نشود.

2) اگر یک AK با دیگری جایگزین شود ممکن است یک اثر مزاحم وجود داشته باشد. این جایگزینی می تواند خوشایند، اغلب خوشایند یا ناخوشایند باشد، در این صورت عملکرد پروتئین آسیب می بیند، از بین می رود یا به طور کامل هدر می رود.

3) در نتیجه جهش ها می توان یک کدون مزخرف ایجاد کرد. افزودن یک کدون بی معنی (کدون پایان) می تواند منجر به سنتز پروتئین قبل از خاتمه شود.

گفته می شود:

1) کد ژنتیکی ("mova life") متشکل از دنباله ای از کدون ها است که به نوبه خود ژن را ایجاد می کنند.

2) کد ژنتیکی سه گانه است، بنابراین کدون پوست از سه نوکلئوتید تشکیل شده است و کدون پوست 1 AA را کد می کند. با 4 نوع نوکلئوتید DNA می توان 64 واحد ایجاد کرد که برای 20 AK کمتر از حد کافی است.

3) کد "Virogeny" - سپس یک AK را می توان با 2، 3، 4، 6 کد کدگذاری کرد.

4) کد بدون ابهام است، به طوری که یک کدون بیش از یک AK را کد می کند.

5) کدی که همپوشانی نداشته باشد، تمام نوکلئوتیدهایی که در دو کدون قرار دارند.

6) رمز "بدون کدون" به این معنی است که بین دو کدون دو نوکلئوتید وجود دارد.

8) توالی AK ها در یک پلی پپتید با توالی کدون های یک ژن مطابقت دارد - این قدرت هم خطی نامیده می شود.

اطلاعات مشابه

موضوع سخنرانی امروز سنتز DNA، RNA و پروتئین است. سنتز DNA را همانندسازی یا تکثیر (زیر تکرار) می نامند، سنتز RNA رونویسی (بازنویسی DNA) است، سنتز پروتئین که توسط ریبوزوم روی RNA الگو انجام می شود، ترجمه نامیده می شود، سپس نوکلئوتید از زبان ترجمه می شود. ів در کلمه اسیدهای آمینه.

ما سعی خواهیم کرد ضمن تمرکز بر جزئیات مولکولی، مروری کوتاه بر تمامی این فرآیندها داشته باشیم تا بتوانیم عمق این موضوع مطالعه را شناسایی کنیم.

همانندسازی DNA

از آنجایی که ما در DNA یک باکتری مشاهده می‌کنیم که تکثیر می‌شود، و می‌توان آن را در میکروسکوپ الکترونی مشاهده کرد، می‌توان دید که در ابتدا یک "چشم" ایجاد می‌کند، سپس ورید منبسط می‌شود و کل مولکول DNA دایره‌ای ظاهر می‌شود. موجود به عنوان یک ماکت فرآیند تکثیر به جای دقت مطلق، با دقت زیادی انجام می شود. DNA پلیمراز باکتریایی با وارد کردن نوکلئوتید اشتباه از مولکول DNA الگو با فرکانس تقریباً 10-6 اشتباه می کند. در یوکاریوت ها، آنزیم ها با دقت بیشتری کار می کنند، باقیمانده ها راحت تر جذب می شوند، میزان آسیب در حین تکثیر DNA در انسان 10-7 - 10-8 تخمین زده می شود. دقت تکثیر ممکن است در بخش‌های مختلف ژنوم، از جمله بخش‌هایی با فراوانی جهش بالاتر و بخش‌های محافظه‌کارانه‌تر که جهش‌ها به ندرت رخ می‌دهند، متفاوت باشد. و به این ترتیب، دو فرآیند متفاوت از هم متمایز می شوند: فرآیند ظهور جهش های DNA و روند تثبیت جهش ها. حتی اگر جهش منجر به مرگ شود، در نسل های بعدی بو ظاهر نمی شود و اگر جهش کشنده نباشد، در نسل های بعدی جا افتاده و می توان مراقب بود و از آن جلوگیری کرد. یکی دیگر از ویژگی های همانندسازی DNA این است که DNA پلیمراز نمی تواند خود فرآیند سنتز را آغاز کند، بلکه به یک "پرایمر" نیاز دارد. در نظر بگیرید که چگونه از چنین آغازگر برای ایجاد قطعه ای از RNA استفاده می شود. وقتی صحبت از ژنوم یک باکتری به میان می آید، نقطه خاصی به نام مبدا همانندسازی وجود دارد که شامل توالی است که توسط آنزیمی که RNA را سنتز می کند، تشخیص داده می شود. متعلق به کلاس RNA پلیمرازها است و در این دسته پریماز نامیده می شود. RNA پلیمراز نیازی به پرایمر ندارد و این آنزیم قطعه کوتاهی از RNA را سنتز می کند - همان "پرایمر" که سنتز DNA را آغاز می کند.

رونویسی

فرآیند بعدی رونویسی است. حالا بیایید در مورد گزارش صحبت کنیم.

رونویسی سنتز RNA روی DNA یا سنتز یک رشته مکمل RNA روی یک مولکول DNA است که توسط آنزیم RNA پلیمراز انجام می شود. باکتری ها، به عنوان مثال، کلیفرم، دارای یک RNA پلیمراز هستند و همه آنزیم های باکتری بسیار شبیه به هم هستند. در موجودات دیگر (یوکاریوت ها) تعدادی آنزیم وجود دارد، آنها RNA پلیمراز I، RNA پلیمراز II، RNA پلیمراز III نامیده می شوند، همچنین ممکن است شبیه آنزیم های باکتریایی باشند، اما پیچیده تر هستند، به پروتئین بیشتری نیاز دارند. این نوع RNA پلیمراز یوکاریوتی عملکرد ویژه خود را در رونویسی مجموعه خاصی از ژن ها دارد. رشته DNA که ماتریس سنتز RNA در حین رونویسی است، رشته معنایی یا ماتریسی نامیده می شود. رشته دیگر DNA غیرکدکننده نامیده می شود (RNA مکمل پروتئین ها را کد نمی کند، این "بی معنی" است).

فرآیند رونویسی را می توان به سه مرحله تقسیم کرد. مرحله اول شروع رونویسی است - آغاز سنتز رشته RNA، اولین پیوند بین نوکلئوتیدها ایجاد می شود. سپس رشته ها رشد می کنند، آنها گسترش می یابند - ازدیاد می شوند، و اگر سنتز کامل شود، خاتمه رخ می دهد و RNA سنتز شده آزاد می شود. RNA پلیمراز، هنگامی که DNA "رشد" کرد، برای دور جدیدی از رونویسی آماده است. RNA پلیمراز باکتریایی با جزئیات زیاد مورد مطالعه قرار گرفته است. از چندین زیرواحد پروتئینی تشکیل شده است: دو زیرواحد α (زیر واحدهای کوچک)، زیرواحد β و β (زیر واحدهای عالی) و زیرواحدهای ω. در عین حال، بوی بد یا به عنوان یک آنزیم حداقل یا به عنوان یک کورنزیم ایجاد می شود. زیرواحد σ را می توان به این آنزیم هسته متصل کرد. زیرواحد σ برای سنتز RNA و شروع رونویسی ضروری است. پس از شروع، زیرواحد σ وارد کمپلکس می شود و سپس به عنوان کوآنزیم عمل می کند (طولانی شدن لانزوگ). وقتی به DNA اضافه می شود، زیرواحد σ قسمتی را که رونویسی آغاز می شود، تشخیص می دهد. این پروموتر نامیده می شود. پروموتر دنباله ای از نوکلئوتیدها است که سنتز RNA را هدایت می کند. بدون زیرواحد σ، آنزیم هسته توسط پروموتر قابل تشخیص نیست. زیرواحد σ همزمان با آنزیم هسته، آنزیم هسته یا هولوآنزیم نامیده می شود.

هولوآنزیم پس از اتصال به DNA و خود پروموتر که توسط زیرواحد σ شناسایی می شود، مارپیچ دو رشته ای را باز می کند و سنتز RNA را آغاز می کند. یک قطعه DNA بدون بافته نقطه شروع رونویسی است، اولین نوکلئوتید، تا زمانی که ریبونوکلئوتید به طور مکمل اضافه شود. رونویسی آغاز می‌شود، زیرواحد σ جدا می‌شود و آنزیم هسته به طویل شدن رشته RNA ادامه می‌دهد. سپس خاتمه رخ می دهد، آنزیم هسته حل می شود و برای یک چرخه سنتز جدید آماده می شود.

چگونه طول رونویسی تعیین می شود؟

RNA پلیمراز قبل از بندکشی به DNA متصل می شود. این بخش DNA دوبلکس جلویی نامیده می شود و اندازه آن 10 جفت باز است. پلیمراز همچنین به قطعه بزرگتری از DNA به نام دوبلکس پشتی DNA مرتبط است. اندازه RNA های پیام رسان، که توسط RNA پلیمرازها در باکتری ها سنتز می شوند، می تواند به 1000 نوکلئوتید یا بیشتر برسد. در سلول های یوکاریوتی، اندازه DNA سنتز شده می تواند به 100000 و چندین میلیون نوکلئوتید برسد. با این حال، مشخص نیست که آیا بوی بدی در چنین اندازه‌هایی در سلول‌ها وجود دارد یا می‌توان در فرآیندهای سنتز بوی تعفن اختلال ایجاد کرد.