Η σύνθεση πρωτεϊνών είναι ο μηχανισμός του παραγωγή πρωτεϊνών καθορίζεται από το DNA, το οποίο συμβαίνει σε δύο φάσεις που ονομάζονται μεταγραφή και μετάφραση.
Η διαδικασία λαμβάνει χώρα στο κυτταρόπλασμα των κυττάρων και περιλαμβάνει επίσης RNA, ριβοσώματα, συγκεκριμένα ένζυμα και αμινοξέα που θα βοηθήσουν στην αλληλουχία της πρωτεΐνης που πρόκειται να σχηματιστεί.
Στάδια γονιδίου ή γενετικής έκφρασης.
Εν συντομία, το DNA «μεταγράφεται» από το messenger RNA (mRNA) και στη συνέχεια οι πληροφορίες «μεταφράζονται» από ριβοσώματα (ριβοσωματικές RNA ενώσεις και μόρια πρωτεΐνης) και από τον μεταφορέα RNA (tRNA), ο οποίος μεταφέρει τα αμινοξέα, των οποίων η αλληλουχία θα καθορίσει την πρωτεΐνη που θα είναι σχηματίστηκε.
Γονιδιακή έκφραση
Τα στάδια της διαδικασίας σύνθεσης πρωτεϊνών ρυθμίζονται από γονίδια. Η γονιδιακή έκφραση είναι το όνομα της διαδικασίας με την οποία οι πληροφορίες που περιέχονται στα γονίδια (η αλληλουχία DNA) δημιουργούν προϊόντα γονίδια, τα οποία είναι μόρια RNA (στο στάδιο μεταγραφής γονιδίου) και πρωτεΐνες (στο στάδιο μετάφρασης γονίδιο).
Μεταγραφή γονιδίου
Σε αυτήν την πρώτη φάση, το μόριο DNA ανοίγει και οι κωδικοί που υπάρχουν στο γονίδιο είναι μεταγράφεται για το μόριο RNA. Ο Ένζυμο πολυμεράσης RNA προσκολλάται στο ένα άκρο του γονιδίου, διαχωρίζοντας τους κλώνους του DNA και τα ελεύθερα ριβονουκλεοτίδια ζεύγη με τον κλώνο του DNA που χρησιμεύει ως μήτρα.
Η ακολουθία του βάσεις αζώτου του RNA ακολουθούν ακριβώς την ακολουθία των βάσεων του DNA, σύμφωνα με τον ακόλουθο κανόνα:
- U με Α (Uracil-RNA και Adenine-DNA),
- A με T (Adenine-RNA και Thymine-DNA),
- C με G (Cytosine-RNA και Guanine-DNA) και
- G με C (Guanine-RNA και Cytosine-DNA).
Αυτό που καθορίζει την αρχή και το τέλος του γονιδίου που θα μεταγραφεί είναι συγκεκριμένες αλληλουχίες νουκλεοτιδίων, η αρχή είναι η περιοχή προαγωγού του γονιδίου και το τέλος είναι το τερματική περιοχή. Η RNA πολυμεράση ταιριάζει στην περιοχή προαγωγού του γονιδίου και ταξιδεύει στην τελική περιοχή.
γενετική μετάφραση
Ο πολυπεπτιδική αλυσίδα σχηματίζεται με τη σύνδεση αμινοξέων σύμφωνα με την αλληλουχία του νουκλεοτίδια του mRNA. Αυτή η ακολουθία mRNA, που ονομάζεται κωδικόνιο, καθορίζεται από την ακολουθία βάσης του κλώνου DNA που χρησίμευσε ως πρότυπο. Έτσι, η πρωτεϊνική σύνθεση είναι η μετάφραση πληροφοριών που περιέχονται στο γονίδιο, και γι 'αυτό ονομάζεται μετάφραση γονιδίων.
Γενετικός κώδικας: Κωδόνια και αμινοξέα
Υπάρχει μια αντιστοιχία μεταξύ της ακολουθίας αζωτούχων βάσεων, που αποτελούν το κωδικόνιο του mRNA, και αμινοξέα που συνδέεται με αυτόν που ονομάζεται γενετικός κώδικας. Ο συνδυασμός τριπλών βάσεων σχηματίζει 64 διαφορετικά κωδικόνια στα οποία αντιστοιχούν 20 τύποι αμινοξέων που θα συνθέσουν το πρωτεΐνες.
Δείτε το παρακάτω σχήμα για τον κύκλο του γενετικού κώδικα, ο οποίος πρέπει να διαβάζεται από τη μέση προς τα έξω, έτσι παράδειγμα: το κωδικόνιο AAA σχετίζεται με το αμινοξύ λυσίνη (Lys), το GGU είναι γλυκίνη (Gly) και το UUC είναι φαινυλαλανίνη (Phe).
Κύκλος γενετικού κώδικα. Το κωδικόνιο AUG, που σχετίζεται με το αμινοξύ μεθειονίνης, είναι το κωδικόνιο έναρξης και τα κωδικόνια UAA, UAG και UGA χωρίς συσχετισμένα αμινοξέα, είναι τα κωδικόνια διακοπής.
Ο γενετικός κώδικας λέγεται ότι «εκφυλίζεται» επειδή πολλά από τα αμινοξέα μπορούν να κωδικοποιηθούν από το ίδιο κωδικόνιο, όπως η σερίνη (Ser) που σχετίζεται με τα κωδικόνια UCU, UCC, UCA και UCG. Ωστόσο, υπάρχει το αμινοξύ Μεθειονίνη που σχετίζεται με μόνο ένα κωδικόνιο AUG, το οποίο σηματοδοτεί το έναρξη της μετάφρασηςκαι 3 σταματήστε τα κωδικόνια (UAA, UAG και UGA) που δεν σχετίζονται με κανένα αμινοξύ, το οποίο σηματοδοτεί το τέλος της πρωτεϊνικής σύνθεσης.
Μάθε περισσότερα για Γενετικός κώδικας.
Σχηματισμός αλυσίδας πολυπεπτιδίου
Σχηματική αναπαράσταση της σχέσης μεταξύ ριβοσώματος, tRNA και mRNA για σχηματισμό πρωτεϊνών.
Η σύνθεση πρωτεϊνών ξεκινά με τη σχέση μεταξύ ενός tRNA, ενός ριβοσώματος και ενός mRNA. Κάθε tRNA φέρει ένα αμινοξύ του οποίου η βασική αλληλουχία, ονομάζεται αντίκωτο, αντιστοιχεί στο κωδικόνιο mRNA.
Το tRNA που φέρει μεθειονίνη, προσανατολισμένο από το ριβόσωμα, συνδέεται με το mRNA όπου βρίσκεται το αντίστοιχο κωδικόνιο (AUG), ξεκινώντας τη διαδικασία. Στη συνέχεια απενεργοποιείται και ένα άλλο tRNA ανάβει, φέρνοντας ένα άλλο αμινοξύ.
Αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται αρκετές φορές σχηματίζοντας την πολυπεπτιδική αλυσίδα, της οποίας προσδιορίζεται η αλληλουχία αμινοξέων από το mRNA. Όταν το ριβόσωμα φτάσει τελικά στην περιοχή mRNA όπου υπάρχει ένα κωδικόνιο τερματισμού, το τέλος του επεξεργάζομαι, διαδικασία.
Ποιος συμμετέχει στη σύνθεση;
Σύγκριση μεταξύ ϋΝΑ (δίκλωνου) και RNA (μονόκλωνου) μορίου.
DNA
Τα γονίδια είναι συγκεκριμένα μέρη του μορίου του DNA, οι οποίοι έχουν κωδικούς που θα μεταγραφούν σε RNA. Κάθε γονίδιο καθορίζει την παραγωγή ενός συγκεκριμένου μορίου RNA.
Δεν περιέχει κάθε μόριο DNA γονίδια, υπάρχουν μερικά που δεν έχουν τις πληροφορίες για τη μεταγραφή γονιδίων, είναι DNA που δεν κωδικοποιεί και η λειτουργία τους δεν είναι γνωστή.
RNA
τα μόρια του RNA παράγονται από ένα πρότυπο DNA. Το DNA είναι διπλόκλωνο, μόνο ένα από τα οποία χρησιμοποιείται για μεταγραφή RNA.
Το ένζυμο συμμετέχει στη διαδικασία μεταγραφής RNA πολυμεράση. Παράγονται τρεις διαφορετικοί τύποι, καθένας με συγκεκριμένη λειτουργία: mRNA - messenger RNA, tRNA - μεταφοράς RNA και rRNA - ριβοσωματικό RNA.
Ριβοσώματα
Εσείς ριβοσώματα Είναι δομές που υπάρχουν σε ευκαρυωτικά και προκαρυωτικά κύτταρα, των οποίων η λειτουργία είναι η σύνθεση πρωτεϊνών. Δεν είναι οργανίδια επειδή δεν έχουν μεμβράνες, είναι είδη κόκκων, των οποίων η δομή αποτελείται από το διπλωμένο ριβοσωμικό μόριο RNA, που σχετίζεται με πρωτεΐνες.
Σχηματίζονται από 2 υπομονάδες και βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα, ελεύθερα ή σχετίζονται με το τραχύ ενδοπλασματικό δίκτυο.
Ελέγξτε τις διαφορές μεταξύ DNA και RNA.
Γυμνάσια
1. (MACK) Οι κωδικοί κωδικών UGC, UAU, GCC και AGC, αντίστοιχα, για τα αμινοξέα κυστεΐνη, τυροσίνη, αλανίνη και σερίνη. Το κωδικόνιο UAG είναι τερματικό, δηλαδή υποδεικνύει τη διακοπή της μετάφρασης. Ένα θραύσμα DNA, το οποίο κωδικοποιεί την αλληλουχία σερίνη - κυστεΐνη - τυροσίνη - αλανίνη, υπέστη απώλεια 9ο βάση αζώτου. Ελέγξτε την εναλλακτική λύση που περιγράφει τι θα συμβεί στην αλληλουχία αμινοξέων.
α) Το αμινοξύ τυροσίνης θα αντικατασταθεί από άλλο αμινοξύ.
β) Το αμινοξύ τυροσίνη δεν θα μεταφραστεί, με αποτέλεσμα ένα μόριο με 3 αμινοξέα.
γ) Η αλληλουχία δεν θα μεταφραστεί, καθώς αυτό το τροποποιημένο μόριο DNA δεν είναι ικανό να καθορίσει αυτήν τη διαδικασία.
δ) Η μετάφραση θα διακοπεί στο 2ο αμινοξύ.
ε) Η ακολουθία δεν θα υποστεί ζημιά, καθώς οποιαδήποτε τροποποίηση του κλώνου DNA διορθώνεται αμέσως.
Σωστή εναλλακτική λύση: δ) Η μετάφραση θα διακοπεί στο 2ο αμινοξύ.
2. (UNIFOR) «Το αγγελιοφόρο RNA παράγεται στο ____I___ και, στο επίπεδο ____II___, σχετίζεται με ____IIII___ που συμμετέχει στο σύνθεση ____IV___. " Για να συμπληρωθεί σωστά αυτή η πρόταση, τα I, II, III και IV πρέπει να αντικατασταθούν αντίστοιχα, ανά:
α) ριβόσωμα - κυτταροπλασματικά - μιτοχόνδρια - ενέργεια.
β) ριβόσωμα - κυτταροπλασματικά - μιτοχόνδρια - DNA.
γ) πυρήνας - κυτταροπλασματικές - μιτοχόνδρια - πρωτεΐνες.
δ) κυτταρόπλασμα - πυρηνικά - ριβοσώματα - DNA.
ε) πυρήνας - κυτταροπλασματικά - ριβοσώματα - πρωτεΐνες.
Σωστή εναλλακτική λύση: ε) πυρήνας - κυτταροπλασματικά - ριβοσώματα - πρωτεΐνες.
3. (UFRN) Μια πρωτεΐνη Χ που κωδικοποιείται από το γονίδιο Xp συντίθεται σε ριβοσώματα από ένα mRNA. Για για να γίνει η σύνθεση, είναι απαραίτητο τα βήματα να γίνονται στον πυρήνα και στο κυτόπλασμα, αντίστοιχα. σε:
α) Έναρξη και μεταγραφή.
β) Έναρξη και τερματισμός.
γ) Μετάφραση και τερματισμός.
δ) Μεταγραφή και μετάφραση.
Σωστή εναλλακτική λύση: δ) Μεταγραφή και μετάφραση.
4. (UEMA) Ο γενετικός κώδικας είναι ένα βιοχημικό σύστημα πληροφοριών που επιτρέπει την παραγωγή πρωτεϊνών, οι οποίες καθορίζουν τη δομή των κυττάρων και ελέγχουν όλες τις μεταβολικές διεργασίες. Σημειώστε τη σωστή εναλλακτική λύση όπου βρίσκεται η δομή του γενετικού κώδικα.
α) Μια τυχαία ακολουθία αζωτούχων βάσεων A, C, T, G.
β) Μια ακολουθία σπασμένων βάσεων DNA δείχνει μια ακολουθία νουκλεοτιδίων που πρέπει να ενώνονται για να σχηματίσουν μια πρωτεΐνη.
γ) Μια ακολουθία σπασμένων βάσεων RNA δείχνει μια αλληλουχία αμινοξέων που πρέπει να ενώνονται για να σχηματίσουν μια πρωτεΐνη.
δ) Μια τυχαία ακολουθία αζωτούχων βάσεων A, C, U, G.
ε) Μια ακολουθία σπασμένων βάσεων DNA δείχνει μια ακολουθία αμινοξέων που πρέπει να ενώνονται για να σχηματίσουν μια πρωτεΐνη.
Σωστή εναλλακτική λύση: ε) Μια ακολουθία σπασμένων βάσεων DNA δείχνει μια ακολουθία αμινοξέων που πρέπει να ενώνονται για να σχηματίσουν μια πρωτεΐνη.
Μπορεί επίσης να σας ενδιαφέρει:
- Κυτόπλασμα
- πρωτεϊνική δομή
- Εισαγωγή στη Γενετική
