Синтезът на протеини е механизмът на производство на протеини определя се от ДНК, което се случва в две фази, наречени транскрипция и превод.
Процесът се извършва в цитоплазмата на клетките и включва също РНК, рибозоми, специфични ензими и аминокиселини, които ще помогнат в последователността на протеина, който трябва да се образува.
Етапи на генна или генетична експресия.
Накратко, ДНК се „транскрибира“ от пратеник РНК (mRNA) и след това информацията се „превежда“ от рибозоми (рибозомни РНК съединения и протеинови молекули) и от транспортната РНК (tRNA), която транспортира аминокиселините, чиято последователност ще определи протеина да бъде формиран.
Генната експресия
Етапите в процеса на протеинов синтез се регулират от гени. Генната експресия е името на процеса, чрез който информацията, съдържаща се в гените (ДНК последователността) генерира продукти гени, които са РНК молекули (в етапа на транскрипция на гена) и протеини (в етапа на транслация ген).
Генна транскрипция
В тази първа фаза ДНК молекулата се отваря и кодовете в гена са
преписан за РНК молекулата. НА РНК полимеразен ензим той се прикрепя към единия край на гена, разделяйки нишките на ДНК, а свободните рибонуклеотиди се сдвояват с веригата на ДНК, която служи като шаблон.Последователността на азотни основи на РНК следват точно последователността на основите на ДНК, съгласно следното правило:
- U с A (Uracil-RNA и Adenine-DNA),
- А с Т (аденин-РНК и тимин-ДНК),
- С с G (цитозин-РНК и гуанин-ДНК) и
- G с С (гуанин-РНК и цитозин-ДНК).
Това, което определя началото и края на гена, който ще се транскрибира, са специфични нуклеотидни последователности, началото е промоторен регион на гена и краят е терминален регион. РНК полимеразата се вписва в промоторната област на гена и пътува до крайната област.
генетичен превод
НА полипептидна верига се образува чрез свързване на аминокиселини съгласно последователността на нуклеотиди на иРНК. Тази иРНК последователност, т.нар кодон, се определя от основната последователност на ДНК веригата, която е служила като шаблон. По този начин, протеиновият синтез е превод на информация, съдържаща се в гена, поради което се нарича генна транслация.
Генетичен код: кодони и аминокиселини
Съществува съответствие между последователността на азотните основи, които съставляват кодона на иРНК, и аминокиселини свързано с него се обади генетичен код. Комбинацията от тройки основи образуват 64 различни кодона, на които съответстват 20 вида аминокиселини, които ще съставят протеини.
Вижте следната фигура за кръга на генетичния код, който трябва да се чете от средата навън, така пример: кодонът AAA е свързан с аминокиселината лизин (Lys), GGU е глицин (Gly) и UUC е фенилаланин (Phe).
Кръг на генетичния код. Кодонът AUG, свързан с аминокиселината метионин, е инициационният кодон, а кодоните UAA, UAG и UGA без свързани аминокиселини са стоп кодоните.
Казва се, че генетичният код е „дегенериран“, тъй като много от аминокиселините могат да бъдат кодирани от един и същ кодон, като серин (Ser), свързан с UCU, UCC, UCA и UCG кодони. Съществува обаче аминокиселината метионин, свързана само с един AUG кодон, който сигнализира за начало на преводаи 3 стоп кодони (UAA, UAG и UGA), които не са свързани с никоя аминокиселина, която сигнализира за край на протеиновия синтез.
Научете повече за Генетичен код.
Образуване на полипептидна верига
Схематично представяне на връзката между рибозомата, тРНК и иРНК за образуване на протеини.
Синтезът на протеини започва с връзката между тРНК, рибозома и иРНК. Всяка тРНК носи аминокиселина, чиято основна последователност, т.нар антикодон, съответства на mRNA кодон.
ТРНК, носеща метионин, ориентирана от рибозомата, се свързва с иРНК, където се намира съответният кодон (AUG), стартирайки процеса. След това се изключва и се включва друга тРНК, която носи друга аминокиселина.
Тази операция се повтаря няколко пъти, образувайки полипептидната верига, чиято аминокиселинна последователност се определя от иРНК. Когато рибозомата най-накрая достигне областта на иРНК, където има стоп кодон, края на процес.
Кой участва в синтеза?
Сравнение между ДНК (двуверижна) и РНК (едноверижна) молекула.
ДНК
Гените са специфични части от молекулата на ДНК, които имат кодове, които ще бъдат транскрибирани в РНК. Всеки ген определя производството на специфична РНК молекула.
Не всяка ДНК молекула съдържа гени, има някои, които не разполагат с информация за генна транскрипция, те са некодираща ДНК и тяхната функция не е добре известна.
РНК
молекулите на РНК се произвеждат от ДНК шаблон. ДНК е двойна верига, само една от които се използва за РНК транскрипция.
Ензимът участва в процеса на транскрипция РНК полимераза. Произвеждат се три различни типа, всеки със специфична функция: иРНК - пратеник РНК, тРНК - транспортна РНК и рРНК - рибозомна РНК.
Рибозоми
Вие рибозоми те са структури, присъстващи в еукариотни и прокариотни клетки, чиято функция е да синтезират протеини. Те не са органели, тъй като нямат мембрани, те са видове гранули, чиято структура е съставена от сгънатата рибозомна РНК молекула, свързана с протеини.
Те са образувани от 2 субединици и са разположени в цитоплазмата, свободни или свързани с грубия ендоплазмен ретикулум.
Проверете разликите между ДНК и РНК.
Упражнения
1. (MACK) Кодовете UGC, UAU, GCC и AGC съответно кодират за аминокиселините цистеин, тирозин, аланин и серин; кодонът на UAG е краен, тоест показва прекъсване на транслацията. ДНК фрагмент, който кодира последователността серин - цистеин - тирозин - аланин, претърпя загубата на 9The азотна основа. Проверете алтернативата, която описва какво ще се случи с аминокиселинната последователност.
а) Тирозин аминокиселината ще бъде заменена с друга аминокиселина.
б) Аминокиселината тирозин няма да се транслира, което води до молекула с 3 аминокиселини.
в) Последователността няма да бъде преведена, тъй като тази променена ДНК молекула не е в състояние да командва този процес.
г) Преводът ще бъде прекъснат при 2-ра аминокиселина.
д) Последователността няма да пострада, тъй като всяка модификация в ДНК веригата незабавно се коригира.
Правилна алтернатива: г) Преводът ще бъде прекъснат при 2-ра аминокиселина.
2. (UNIFOR) „Пратеникът РНК се произвежда в ____I___ и на ниво ____II___ е свързан с ____IIII___, участващ в синтез на ____IV___. " За да завършите правилно това изречение, I, II, III и IV трябва да бъдат заменени, съответно, на:
а) рибозома - цитоплазматична - митохондрии - енергия.
б) рибозома - цитоплазматична - митохондрии - ДНК.
в) ядро - цитоплазматични - митохондрии - протеини.
г) цитоплазма - ядрена - рибозоми - ДНК.
д) ядро - цитоплазматично - рибозоми - протеини.
Правилна алтернатива: д) ядро - цитоплазматично - рибозоми - протеини.
3. (UFRN) X протеин, кодиран от гена Xp, се синтезира върху рибозомите от иРНК. За за да се осъществи синтезът, е необходимо стъпките да се случват съответно в ядрото и в цитоплазмата. в:
а) Иницииране и транскрипция.
б) Иницииране и прекратяване.
в) Превод и прекратяване.
г) Транскрипция и превод.
Правилна алтернатива: г) Транскрипция и превод.
4. (UEMA) Генетичният код е биохимична информационна система, която позволява производството на протеини, които определят структурата на клетките и контролират всички метаболитни процеси. Маркирайте правилната алтернатива, където е намерена структурата на генетичния код.
а) Случайна последователност от азотни основи A, C, T, G.
б) Поредица от счупени ДНК бази показва последователност от нуклеотиди, които трябва да се съберат, за да образуват протеин.
в) Поредица от счупени РНК основи показва последователност от аминокиселини, които трябва да се съберат, за да образуват протеин.
г) Случайна последователност от азотни основи A, C, U, G.
д) Поредица от счупени ДНК бази показва последователност от аминокиселини, които трябва да се съберат, за да образуват протеин.
Правилна алтернатива: д) Поредица от счупени ДНК бази показва последователност от аминокиселини, които трябва да се съберат, за да образуват протеин.
Може да се интересувате и от:
- Цитоплазма
- протеинова структура
- Въведение в генетиката
