סינתזת חלבונים: תעתיק, תרגום ותרגילים

סינתזת חלבונים היא המנגנון של ייצור חלבונים נקבע על ידי ה- DNA, המתרחש בשני שלבים הנקראים תמלול ותרגום.

התהליך מתרחש בציטופלזמה של תאים וכולל גם RNA, ריבוזומים, אנזימים ספציפיים וחומצות אמינו שיעזרו ברצף החלבון שייווצר.

שלבי ביטוי גנטי או גנטי.

בקיצור, דנ"א "מועתק" על ידי RNA שליח (mRNA) ואז המידע "מתורגם" על ידי ריבוזומים (תרכובות RNA ריבוזומליות) ומולקולות חלבון) ועל ידי הטרנספורטר RNA (tRNA), המעביר את חומצות האמינו, שהרצף שלהן יקבע את החלבון להיות נוצר.

ביטוי גני

השלבים בתהליך סינתזת החלבון מוסדרים על ידי גנים. ביטוי גנים הוא שם התהליך בו המידע הכלול בגנים (רצף ה- DNA) מייצר מוצרים גנים, שהם מולקולות RNA (בשלב שעתוק הגן) וחלבונים (בשלב התרגום גֵן).

תמלול גנים

בשלב ראשון זה נפתחת מולקולת ה- DNA והקודים הקיימים בגן הם תמלל למולקולת ה- RNA. ה אנזים פולימראז RNA הוא נצמד לקצה אחד של הגן, מפריד בין גדילי ה- DNA, והריבונוקליאוטידים החופשיים משתלבים עם גדיל ה- DNA המשמש תבנית.

הרצף של בסיסי חנקן של RNA בצע בדיוק את רצף בסיסי ה- DNA, על פי הכלל הבא:

• U עם A (Uracil-RNA ו- Adenine-DNA),
• A עם T (Adenine-RNA ו- Thymine-DNA),
• C עם G (Cytosine-RNA ו- Guanine-DNA) ו-
• G עם C (Guanine-RNA ו- Cytosine-DNA).

מה שקובע את ההתחלה והסוף של הגן שיועתק הם רצפי נוקליאוטידים ספציפיים, ההתחלה היא אזור היזם של הגן והסוף הוא אזור מסוף. פולימראז ה- RNA משתלב באזור היזם של הגן ועובר לאזור הטרמינלי.

תרגום גנטי

ה שרשרת פוליפפטיד נוצר על ידי חיבור של חומצות אמינו בהתאם לרצף של נוקלאוטידים של ה- mRNA. רצף ה- mRNA הזה, שנקרא קודון, נקבע על ידי רצף הבסיס של גדיל ה- DNA ששימש כתבנית. לפיכך, סינתזת חלבונים היא תרגום המידע הכלול בגן, ולכן הוא נקרא תרגום גנים.

קוד גנטי: קודונים וחומצות אמינו

יש התאמה בין רצף הבסיסים החנקניים, המרכיבים את הקודון של ה- mRNA, לבין ה- חומצות אמינו הקשורים אליו נקרא קוד גנטי. השילוב של שלשות בסיסים יוצר 64 קודונים שונים אשר תואמים 20 סוגים של חומצות אמינו שירכיבו את חלבונים.

ראה את האיור הבא עבור מעגל הקוד הגנטי, אותו יש לקרוא מהאמצע כלפי חוץ, כך דוגמה: קודון ה- AAA קשור לחומצת האמינו ליזין (Lys), GGU הוא גליצין (Gly) ו- UUC הוא פנילאלנין (פה).

מעגל הצופן הגנטי. קודון ה- AUG, המשויך לחומצת האמינו של מתיונין, הוא קודן ההתחלה וקודני ה- UAA, UAG ו- UGA ללא חומצות אמינו קשורות, הם קודני העצירה.

אומרים שהקוד הגנטי "מנוון" מכיוון שרבים מחומצות האמינו יכולות להיות מקודדות על ידי אותו קודון, כמו למשל הסרין (Ser) המשויך לקודונים של UCU, UCC, UCA ו- UCG. עם זאת, יש את חומצת האמינו מתיונין הקשורה לקודון AUG אחד בלבד, המסמן את ה- תחילת התרגום, ו -3 עצור קודונים (UAA, UAG ו- UGA) אינם קשורים לחומצת אמינו כלשהי, המסמנים את ה- סוף סינתזת החלבון.

למידע נוסף על קוד גנטי.

היווצרות שרשרת פוליפפטיד

ייצוג סכמטי של הקשר בין הריבוזום, tRNA ו- mRNA ליצירת חלבונים.

סינתזת חלבונים מתחילה בקשר בין tRNA, ריבוזום ו- mRNA. כל tRNA נושא חומצת אמינו שרצף הבסיס שלה נקרא אנטיקודון, מתאים לקודון ה- mRNA.

ה- tRNA הנושא מתיונין, המכוון על ידי הריבוזום, נקשר ל- mRNA בו נמצא הקודון המקביל (AUG), ומתחיל את התהליך. ואז הוא מכבה ועוד tRNA נדלק ומביא חומצת אמינו נוספת.

פעולה זו חוזרת על עצמה מספר פעמים ויוצרת שרשרת הפוליפפטיד, שרצף חומצות האמינו שלה נקבע על ידי ה- mRNA. כאשר הריבוזום מגיע סוף סוף לאזור ה- mRNA שבו יש קודון עצור, סוף ה- תהליך.

מי משתתף בסינתזה?

השוואה בין מולקולת DNA (גדיל כפול) למולקולת RNA (חד גדילי).

DNA

גנים הם חלקים ספציפיים במולקולה של DNA, שיש להם קודים שיועתקו ל- RNA. כל גן קובע את הייצור של מולקולת RNA ספציפית.

לא כל מולקולת DNA מכילה גנים, יש כאלה שאין להם מידע על תעתיק גנים, הם אינם מקודדים DNA, ותפקידם אינו ידוע היטב.

RNA

המולקולות של RNA מיוצרים מתבנית DNA. DNA הוא קווצה כפולה, שרק אחת מהן משמשת לתעתיק RNA.

האנזים משתתף בתהליך השעתוק RNA פולימראז. מיוצרים שלושה סוגים שונים שלכל אחד מהם פונקציה ספציפית: mRNA - RNA שליח, tRNA - transport RNA ו- rRNA - RNA ריבוזומלי.

ריבוזומים

אתה ריבוזומים הם מבנים הקיימים בתאים אוקריוטיים ופרוקריוטים, שתפקידם לסנתז חלבונים. הם אינם אברונים מכיוון שאין להם קרומים, הם מינים של גרגירים, שמבנהם מורכב ממולקולת ה- RNA הריבוזומלית המקופלת, הקשורה לחלבונים.

הם נוצרים על ידי 2 יחידות משנה והם ממוקמים בציטופלסמה, חופשיים או קשורים לרטיקולום האנדופלזמי המחוספס.

בדוק את ההבדלים בין DNA ו- RNA.

תרגילים

1. (MACK) קודני ה- UGC, UAU, GCC ו- AGC, בהתאמה, עבור חומצות האמינו ציסטאין, טירוזין, אלנין וסרין; קודון ה- UAG הוא מסוף, כלומר הוא מציין את הפרעת התרגום. שבר DNA, המקודד את הרצף סרין - ציסטאין - טירוזין - אלנין, סבל מהאובדן של 9^ה בסיס חנקן. בדוק את האלטרנטיבה המתארת ​​מה יקרה לרצף חומצות האמינו.

א) חומצת האמינו טירוזין תוחלף בחומצת אמינו אחרת.
ב) חומצת האמינו טירוזין לא תורגם, וכתוצאה מכך מולקולה עם 3 חומצות אמינו.
ג) הרצף לא יתורגם, מכיוון שמולקולת ה- DNA שהשתנתה זו אינה מסוגלת לפקד על תהליך זה.
ד) התרגום יופרע בחומצת האמינו השנייה.
ה) הרצף לא יסבול מנזק, מכיוון שכל שינוי בגדיל ה- DNA מתוקן באופן מיידי.

ראה תשובה

חלופה נכונה: ד) התרגום יופסק בחומצת האמינו השנייה.

2. (UNIFOR) "ה- RNA של השליח מיוצר ב- ____I___, וברמה ____II___, זה קשור ל- ____IIII___ שהשתתף סינתזה של ____IV___. ” כדי להשלים נכון משפט זה, יש להחליף את I, II, III ו- IV בהתאמה, לְכָל:

א) ריבוזום - ציטופלזמי - מיטוכונדריה - אנרגיה.
ב) ריבוזום - ציטופלזמי - מיטוכונדריה - DNA.
ג) גרעין - ציטופלזמי - מיטוכונדריה - חלבונים.
ד) ציטופלזמה - גרעינית - ריבוזומים - DNA.
ה) גרעין - ציטופלזמי - ריבוזומים - חלבונים.

ראה תשובה

חלופה נכונה: ה) גרעין - ציטופלזמי - ריבוזומים - חלבונים.

3. (UFRN) חלבון X המקודד על ידי גן Xp מסונתז על ריבוזומים מ- mRNA. ל כדי שהסינתזה תתקיים, יש צורך שהצעדים יתרחשו בגרעין ובציטופלזמה, בהתאמה. ב:

א) ייזום ותמלול.
ב) התחלה וסיום.
ג) תרגום וסיום.
ד) תמלול ותרגום.

ראה תשובה

חלופה נכונה: ד) תמלול ותרגום.

4. (UEMA) הקוד הגנטי הוא מערכת מידע ביוכימית המאפשרת ייצור חלבונים, הקובעים את מבנה התאים ושולטים בכל התהליכים המטבוליים. סמן את החלופה הנכונה שבה נמצא מבנה הקוד הגנטי.

א) רצף אקראי של בסיסים חנקניים A, C, T, G.
ב) רצף של בסיסי DNA שבורים מציין רצף של נוקלאוטידים שחייבים להתאחד כדי ליצור חלבון.
ג) רצף של בסיסי RNA שבורים מציין רצף של חומצות אמינו שחייבות להתאחד כדי ליצור חלבון.
ד) רצף אקראי של בסיסים חנקניים A, C, U, G.
ה) רצף של בסיסי DNA שבורים מציין רצף של חומצות אמינו שחייבות להתאחד כדי ליצור חלבון.

ראה תשובה

חלופה נכונה: ה) רצף של בסיסי DNA שבורים מציין רצף של חומצות אמינו שחייבות להתאחד כדי ליצור חלבון.

אתה עשוי להתעניין גם ב:

• ציטופלזמה
• מבנה חלבון
• מבוא לגנטיקה