Ақуыздың биосинтезі және оны реттеу

Міндеттерінің бірі қазіргі заманғы биология және оның жаңа бөлімдері – молекулалық биология, биоорганикалық химия, физикалық-химиялық биология – болып табылады толық жазылуы механизмдерді синтездеу молекуласының ақуызды құрайтын жүздеген, ал кейде мыңдаған қалдықтары амин қышқылдары. Механизм синтезінің болуы тиіс дәл кодирующей жүйе автоматты түрде программирует қосу әрбір аминокислотного қалдықтың белгілі бір орын полипептидтік тізбектің кодпен жазу жүйесі анықтайды бастапқы құрылымын, ал екіншілік және үшіншілік құрылымын белок молекулалары анықталады физика-химиялық қасиеттері мен химиялық құрылымы амин қышқылдары.

Бастапқы ұсынылған, оларға сәйкес ақуыз синтезі мүмкін катализировать сол протеолитические фермент, бұл туғызатын және оның гидролизі, бірақ жолымен обратимости химиялық реакция жоқ. Бұл синтетикалық және катаболические реакция ағады ғана емес, түрлі жолдармен, бірақ және әр түрлі субклеточных фракциях. Расталмады сонымен қатар гипотеза алдын-ала синтезі қысқа пептидтер, олардың кейіннен бірлестік бірыңғай полипептидную тізбегі. Неғұрлым дұрыс болып шықты болжам, бұл үшін ақуыз синтезі үшін қажет энергия көздері болуы активированных бос амин қышқылдары мен бірнеше түрлерін нуклеин қышқылдары.

Қазіргі заманғы ұсыну тетігі туралы ақуыз синтезі үлкен үлес қосты кеңес биохимики. Сонымен қатар, зертханада А. Е. Браунштейна алғашқы рет көрсетілген қатысып, АТФ синтезі квазипептидных байланыстар. В. Н. Ореховичем тағы 50-ші жылдары көрсетілді, бұл ауыстыру аминоцильных немесе пептидильных топ NH2 тобын амин қышқылдарының жүзеге асырылуы мүмкін емес, тек амидной немесе пептидной, бірақ және сложноэфирной. Ретінде төменде көрсетілген, дәл осы механизм негізінде жатыр реакция транспептидирования » 50S рибосоме сатысында элонгации ақуыз синтезі.

Едәуір кейінірек алынған дәлелдемелер, ақуыз синтезі, протекающем негізінен цитоплазме, шешуші роль атқарады нуклеин қышқылы, атап айтқанда, ДНК. Кейін анықталғандай, бұл ДНК тасымалдаушысы және сақтаушысы тұқым қуалайтын ақпарат туралы сұрақ қойылған, яғни бұл генетикалық ақпарат жазылған(зашифрованная) химиялық құрылымы ДНК, өзгертілетін фенотипические белгілері мен функционалдық қасиеттері тірі организмдердің берілетін мұрагерлік бойынша. Қазіргі уақытта болады, проблемалар бар: генетикалық ақпарат программирует синтезі спецификалық белоктарды анықтайтын өз кезегінде ерекшелігі құрылымы мен функцияларын жасушалардың, органдардың және тұтас организмнің тіршілігін. Табиғатта белгілі екі типті биополимерных макромолекулалардың деп аталатын неинформативные биополимерлер және ақпараттық биополимерлер, тірек бастапқы генетикалық ақпаратты және қайталама генетикалық, дәлірек айтқанда, фенотипическую ақпарат. Бұл жалпы табыс ету мүкін-қимылдардың мынадай оқиғалардың(ақпарат ағыны):

ДНК®РНК®Ақуыз®Клетка®Ағзаға

Ақуыз биосинтезі, бірақ тікелей және реттеледі рибонуклеиновыми қышқылдары, жанама түрде байланысты бақылаушы әсерінен ядросының ДНК және РНК алдымен синтезируется ядросында, содан кейін түседі цитоплазму, онда матрица рөлін атқарады синтезі ақуыз. Алынған айтарлықтай кейінірек эксперименттік деректер гипотезаны растады бұл туралы негізгі функциясы нуклеин қышқылдары болып табылады ғана емес, сақтауға генетикалық ақпарат, бірақ және іске асыру осы ақпарат арқылы программированного синтездеу ерекше белоктар.

Алайда, осы ретпен ДНК®РНК®Белок мүшелердің жетіспеген санына жетсе туралы мәліметтер қандай түрде орын алады толық жазылуы тұқым қуалайтын ақпарат және синтез спецификалық белоктарды анықтайтын алуан белгілері тірі жаратылыстар. Қазіргі уақытта анықталуға негізгі процестері арқылы жүзеге асырылатын беруі, тұқым қуалайтын ақпарат: олар репликациясын бұзады, яғни ДНҚ Синтезі негізінде матрицасы ДНК, транскрипция, т. е. Аударма тілі мен үлгідегі құрылыстар ДНК-ға молекула бар РНК, және те – процесс, онда генетикалық ақпарат қамтылған молекуласындағы мРНК жібереді синтезі тиісті аминокислотной кезектілігін белке. Көптеген майда транскрипция тетіктері түпкілікті анықталмаған.

Алынған эксперименттік дәлелдемелер болған ДНК сондай-ақ, митохондриях. Ол гомологичная және комплементарна ядролық ДНК. Болжам бойынша, бұл митохондриальная ДНК кодирует синтездеу бөлігінде құрылымдық белоктар өздерінің митохондриялар.

Елеулі үлес қазіргі заманғы ұсыну орны туралы, факторлары мен механизмі ақуыз синтезі енгізді зерттеу Т. Касперсона, П. Берга, П. Замечника, С. Очоа, а. А. Баева, А. С. Спирина және т. б.

Генетикалық код және оның қасиеттері

Қажеттілігі кодтау құрылымы белоктар терминге нуклеотидтердің мРНК және ДНК продиктованы деп трансляциялау барысында:

Жоқ сәйкестік саны арасында нөмірлер матрицасы мРНК және өнім – синтезируемом белке;

Жоқ құрылымдық ұқсастығы арасындағы мономерами РНҚ және ақуыз.

Бұл болдырмайды комплиментарное арасындағы өзара іс-қимыл матрицамен және өнімі – жұмыс істеу принципі, ол бойынша жүзеге асырылады құру, жаңа молекулалардың ДНК және РНК барысында репликация және транскрипция.

Осыдан барып, айқын, ол өмір сүруі тиіс «сөздік», мүмкіндік беретін анықтау тізбегі қандай нуклеотидтер мРНК енгізуді қамтамасыз етеді белок амин қышқылдарының ретпен. Бұл «сөздік» атауын алды генетикалық, биологиялық, нуклеотидного немесе аминокислотного код. Ол мүмкіндік береді шифрлау амин қышқылдары құрамына кіретін белоктар, көмегімен белгілі бір ретпен нуклеотидтердің ДНҚ және мРНК. Оған тән белгілі бір қасиеттері.

Триплетность.Негізгі мәселелерді анықтау кезінде қасиеттерін кодын туралы мәселе, соның ішінде нуклеотидтер, ол болуы тиіс анықтау қосу белок бір амин қышқылы. Бірден түсінікті болды, бұл саны емес мүмкін тең 1 немесе 2, себебі бұл жағдайда саны кодирующих элементтерінің жеткіліксіз болады шифрлау үшін 20 амин қышқылдары ақуыз. Саны кодирующих тізбектер төрт нуклеотидтердің үш бірдей 43=64 қарағанда 3 есе артық болса, ең аз саны, ол қажет кодтау үшін 20 амин қышқылдары. Кейіннен анықталғандай, кодирующими элементтері » шифрлау аминокислотной реттілігі шын мәнінде болып табылады үштік нуклеотидтердің немесе триплеты алды атауы «кодоны».

Мағынасы кодонов

Мағынасы кодонов түсінікті болды 60-шы ж. XX ғасырдың, қашан пайдалана отырып, безклеточную жүйесін синтездеу ақуыз және синтетикалық полирибонуклеотиды және берілген қимылдардың нуклеотидтердің ретінде матрица, М . Ниренберг және Ж. Маттей синтезировали іштей белгілі бір құрылымдар. Мысалы, матрицасы поли-У тұратын, тек қалдықтарын мқб-ның алынды полифенилаланин, ал матрицасы поли-Ц –полипролин. Бұл келсек, триплет – UUU кодирует Фен, ал триплет -ССС – Про.

Кейінгі эксперименттер пайдаланылған аралас синтетикалық полирибонуклеотиды белгілі құрамы. Осы жұмыстың нәтижесінде қол жеткіздік деп белгіленсін 64 кодонов қосу амин қышқылдарының синтезирующуюся полипептидную тізбегі шифрлайды 61 триплет, ал қалған 3 UAA, UAG, UGA емес кодируют қосу ақуыз амин қышқылдары және бастапқыда аталды бессмысленными, немесе нонсенкодоном. Алайда, одан әрі көрсетілді, бұл триплеты сигнализируют аяқталуы туралы трансляциялау, сондықтан оларды атай бастады терминируюшими, немесе стоп-кодонами.

МРНК Кодоны және триплеты нуклеотидтер в кодирующей жіпті ДНК бағыты 5 ауданы — 3 ауданы — соңында бірдей дәйектілігі азотты негіздерден басқа, ДНҚ орнына урацила (U) тән мРНК, тұр, тимин (Т).

Ерекшелігі

Әрбір кодону сәйкес келеді, тек белгілі бір амин қышқылы. Бұл мағынада генетикалық код қатаң однозначен.

Айқындылығын жоғалтуы

Бұл мРНК және ДНК-мағынасы, 61 триплет, олардың әрқайсысы кодирует қосу ақуыз бірін 20 амин қышқылдары. Бұл ақпараттық молекулах қосу белок бір амин қышқылдары анықтайды бірнеше кодонов. Бұл қасиеті биологиялық кодтың атауына ие болды вырожденности.

Адамда бір кодоном зашифрованы тек 2 амин қышқылы – Мет, Үш, ал Лей, Сер мен Арг – алты кодонами, ал, Ала, Вал, Гли, Про, Ру – төрт кодонами.

Молшылықты кодирующих тізбектер – аса құнды қасиет болған, себебі ол төзімділігін ақпараттық ағымының жағымсыз әсерлерге ішкі және сыртқы орта. Анықтау кезінде, табиғат амин тиіс мәміле «ақуыз, үшінші нуклеотид» кодоне жоқ маңызды маңызы бар қаланың, алғашқы екі. Көптеген амин қышқылдары ауыстыру нуклеотида үшінші позиция кодона емес әсер етеді, оның мағынасында.

Сызықтығы ақпаратты жазу

Трансляциялау барысында мРНК кодоны «оқылады» тіркелген бастапқы нүктесіне дәйекті және жабылады. «Ақпаратты жазу сигналы көрсететін соңындағы бір кодона және келесі.

Кодон AUG болып табылады инициирующим және прочитывается басында ғана, сондай-ақ басқа да учаскелерінде мРНК ретінде Мет. Келесі оған триплеты оқылады дәйекті кез рұқсаттама дейін стоп-кодона, онда синтезі полипептидтік тізбектің аяқталады.

Жан-жақтылығы

Күні кешеге дейін » деп атаған коды мүлдем әмбебап, т. е. мағынасы кодтық сөздер үшін бірдей барлық зерттелген организмдер: вирустар, бактериялар, өсімдіктер, қос мекенділер, сүтқоректілердің қоса алғанда, адам. Алайда, кейінірек белгілі бір ерекшелік көрінген митохондриальная МРНК құрамында 4 триплета бар басқа мәні қарағанда мРНК ядролық шығарылған. Мәселен, мРНК митохондриялар триплет UGA кодирует Үш AUA –Мет, сондай-AGA және AGG причитываются ретінде қосымша стоп-кодоны.

Колинеарность гена және өнімнің

У прокариотов табылған сызықтық сәйкестігін реттілігі кодонов гена мен жүйелілігі амин қышқылдарының белковом өнім, немесе, оның айтуынша, бар колинеарность гена және өнімді.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *