Die Proteinsynthese ist der Mechanismus von Proteinproduktion bestimmt durch die DNA, die in zwei Phasen abläuft, genannt Transkription und Übersetzung.
Der Prozess findet im Zytoplasma der Zellen statt und umfasst auch RNA, Ribosomen, spezifische Enzyme und Aminosäuren, die bei der Sequenz des zu bildenden Proteins helfen.
Stadien der Gen- oder genetischen Expression.
Kurz gesagt, DNA wird von Boten-RNA (mRNA) "transkribiert" und dann wird die Information von Ribosomen (ribosomale RNA-Verbindungen) "übersetzt". und Proteinmoleküle) und durch die Transporter-RNA (tRNA), die die Aminosäuren transportiert, deren Sequenz das zu seinde Protein bestimmt gebildet.
Genexpression
Die Schritte im Proteinsyntheseprozess werden durch Gene reguliert. Genexpression ist die Bezeichnung für den Prozess, bei dem die in den Genen enthaltene Information (die DNA-Sequenz) Produkte erzeugt Gene, das sind RNA-Moleküle (im Gentranskriptionsschritt) und Proteine (im Translationsschritt) Gen).
Gen-Transkription
In dieser ersten Phase öffnet sich das DNA-Molekül und die im Gen vorhandenen Codes sind
transkribiert für das RNA-Molekül. DAS RNA-Polymerase-Enzym es heftet sich an ein Ende des Gens und trennt die DNA-Stränge, und die freien Ribonukleotide paaren sich mit dem DNA-Strang, der als Matrize dient.Die Abfolge von Stickstoffbasen der RNA folgen genau der Basensequenz der DNA nach folgender Regel:
- U mit A (Uracil-RNA und Adenin-DNA),
- A mit T (Adenin-RNA und Thymin-DNA),
- C mit G (Cytosin-RNA und Guanin-DNA) und
- G mit C (Guanin-RNA und Cytosin-DNA).
Was den Anfang und das Ende des zu transkribierenden Gens bestimmt, sind spezifische Nukleotidsequenzen, der Anfang ist der Förderregion des Gens und das Ende ist das Terminalregion. Die RNA-Polymerase passt in die Promotorregion des Gens und wandert zur terminalen Region.
genetische Übersetzung
DAS Polypeptidkette entsteht durch die Verknüpfung von Aminosäuren nach der Reihenfolge von the Nukleotide der mRNA. Diese mRNA-Sequenz, genannt codon, wird durch die Basensequenz des DNA-Strangs bestimmt, der als Matrize diente. Bei der Proteinsynthese handelt es sich also um die Übersetzung von Informationen, die im Gen enthalten sind, weshalb sie als Gentranslation bezeichnet wird.
Genetischer Code: Codons und Aminosäuren
Es besteht eine Übereinstimmung zwischen der Sequenz der stickstoffhaltigen Basen, die das Codon der mRNA bilden, und der Aminosäuren mit ihm verbunden genannt genetischer Code. Die Kombination von Basentripeln bildet 64 verschiedene Codons, denen 20 Arten von Aminosäuren entsprechen, die das. bilden Proteine.
Siehe folgende Abbildung für den Kreis des genetischen Codes, der von der Mitte nach außen gelesen werden muss, also Beispiel: das AAA-Codon ist mit der Aminosäure Lysin (Lys) assoziiert, GGU ist Glycin (Gly) und UUC ist Phenylalanin (Phe).
Genetischer Code-Kreis. Das AUG-Codon, das mit der Methionin-Aminosäure assoziiert ist, ist das Initiationscodon und die UAA-, UAG- und UGA-Codons ohne assoziierte Aminosäuren sind die Stop-Codons.
Der genetische Code wird als "degeneriert" bezeichnet, da viele der Aminosäuren durch dasselbe Codon codiert werden können, wie das Serin (Ser), das mit den UCU-, UCC-, UCA- und UCG-Codons assoziiert ist. Allerdings gibt es die Aminosäure Methionin, die nur mit einem AUG-Codon assoziiert ist, das die Beginn der Übersetzung, und 3 Stopp-Codons (UAA, UAG und UGA) nicht mit einer Aminosäure assoziiert, die die Ende der Proteinsynthese.
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Bildung von Polypeptidketten
Schematische Darstellung der Assoziation zwischen Ribosom, tRNA und mRNA für die Proteinbildung.
Die Proteinsynthese beginnt mit der Assoziation zwischen einer tRNA, einem Ribosom und einer mRNA. Jede tRNA trägt eine Aminosäure, deren Basensequenz, genannt Anticodon, entspricht dem mRNA-Codon.
Die tRNA, die ein Methionin trägt und am Ribosom ausgerichtet ist, bindet an die mRNA, wo das entsprechende Codon (AUG) gefunden wird, und startet den Prozess. Dann schaltet es sich aus und eine andere tRNA schaltet sich ein und bringt eine weitere Aminosäure.
Dieser Vorgang wird mehrmals wiederholt, wodurch die Polypeptidkette gebildet wird, deren Aminosäuresequenz bestimmt wird durch die mRNA. Wenn das Ribosom schließlich den Bereich der mRNA erreicht, in dem sich ein Stoppcodon befindet, wird das Ende des Prozess.
Wer nimmt an der Synthese teil?
Vergleich zwischen einem DNA (doppelsträngig) und einem RNA (einzelsträngig) Molekül.
DNA
Gene sind spezifische Teile des Moleküls von DNA, die Codes haben, die in RNA transkribiert werden. Jedes Gen bestimmt die Produktion eines bestimmten RNA-Moleküls.
Nicht jedes DNA-Molekül enthält Gene, es gibt einige, die nicht über die Informationen für die Gentranskription verfügen, sie sind nicht kodierende DNA und ihre Funktion ist nicht gut bekannt.
RNA
die Moleküle von RNA werden aus einer DNA-Matrize hergestellt. DNA ist ein Doppelstrang, von dem nur einer für die RNA-Transkription verwendet wird.
Das Enzym ist am Transkriptionsprozess beteiligt RNA-Polymerase. Es werden drei verschiedene Typen mit jeweils einer spezifischen Funktion hergestellt: mRNA - Boten-RNA, tRNA - Transport-RNA und rRNA - ribosomale RNA.
Ribosomen
Sie Ribosomen es handelt sich um in eukaryontischen und prokaryontischen Zellen vorhandene Strukturen, deren Funktion darin besteht, Proteine zu synthetisieren. Sie sind keine Organellen, weil sie keine Membranen haben, sondern Granula-Arten, deren Struktur aus dem gefalteten ribosomalen RNA-Molekül besteht, das mit Proteinen assoziiert ist.
Sie bestehen aus 2 Untereinheiten und befinden sich im Zytoplasma, frei oder assoziiert mit dem rauen endoplasmatischen Retikulum.
Überprüfen Sie die Unterschiede zwischen DNA und RNA.
Übungen
1. (MACK) Die UGC-, UAU-, GCC- und AGC-Codons kodieren jeweils für die Aminosäuren Cystein, Tyrosin, Alanin und Serin; das UAG-Codon ist terminal, dh es zeigt die Unterbrechung der Translation an. Ein DNA-Fragment, das für die Sequenz Serin – Cystein – Tyrosin – Alanin kodiert, erlitt den Verlust von 9Das Stickstoffbasis. Überprüfen Sie die Alternative, die beschreibt, was mit der Aminosäuresequenz passiert.
a) Die Tyrosinaminosäure wird durch eine andere Aminosäure ersetzt.
b) Die Aminosäure Tyrosin wird nicht translatiert, was zu einem Molekül mit 3 Aminosäuren führt.
c) Die Sequenz wird nicht translatiert, da dieses veränderte DNA-Molekül diesen Prozess nicht steuern kann.
d) Die Translation wird an der 2. Aminosäure unterbrochen.
e) Die Sequenz wird nicht beschädigt, da jede Veränderung im DNA-Strang sofort korrigiert wird.
Richtige Alternative: d) Die Translation wird bei der 2. Aminosäure unterbrochen.
2. (UNIFOR) „Die Boten-RNA wird in der ____I___ produziert und ist auf der ____II___-Ebene mit der Beteiligung von ____IIII___ an der Synthese von ____IV___ .“ Um diesen Satz korrekt zu vervollständigen, müssen I, II, III bzw. IV ersetzt werden, pro:
a) Ribosom – Zytoplasma – Mitochondrien – Energie.
b) Ribosom – Zytoplasma – Mitochondrien – DNA.
c) Zellkern – Zytoplasma – Mitochondrien – Proteine.
d) Zytoplasma – Kern – Ribosomen – DNA.
e) Kern – Zytoplasma – Ribosomen – Proteine.
Richtige Alternative: e) Kern – Zytoplasma – Ribosomen – Proteine.
3. (UFRN) Ein vom Xp-Gen kodiertes X-Protein wird an Ribosomen aus einer mRNA synthetisiert. Zum für die Synthese ist es notwendig, dass die Schritte im Zellkern bzw. im Zytoplasma ablaufen. im:
a) Initiierung und Transkription.
b) Einleitung und Beendigung.
c) Übersetzung und Kündigung.
d) Transkription und Übersetzung.
Richtige Alternative: d) Transkription und Übersetzung.
4. (UEMA) Der genetische Code ist ein biochemisches Informationssystem, das die Produktion von Proteinen ermöglicht, die den Aufbau von Zellen bestimmen und alle Stoffwechselvorgänge steuern. Markieren Sie die richtige Alternative, in der sich die Struktur des genetischen Codes befindet.
a) Eine zufällige Folge stickstoffhaltiger Basen A, C, T, G.
b) Eine Sequenz von gebrochenen DNA-Basen weist auf eine Sequenz von Nukleotiden hin, die zusammenkommen müssen, um ein Protein zu bilden.
c) Eine Sequenz von gebrochenen RNA-Basen weist auf eine Sequenz von Aminosäuren hin, die zusammenkommen müssen, um ein Protein zu bilden.
d) Eine zufällige Folge stickstoffhaltiger Basen A, C, U, G.
e) Eine Sequenz von gebrochenen DNA-Basen weist auf eine Sequenz von Aminosäuren hin, die zusammenkommen müssen, um ein Protein zu bilden.
Richtige Alternative: e) Eine Sequenz von gebrochenen DNA-Basen weist auf eine Sequenz von Aminosäuren hin, die zusammenkommen müssen, um ein Protein zu bilden.
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