Eiwitsynthese is het mechanisme van eiwit productie bepaald door het DNA, wat in twee fasen gebeurt, genaamd transcriptie en vertaling.
Het proces vindt plaats in het cytoplasma van cellen en omvat ook RNA, ribosomen, specifieke enzymen en aminozuren die zullen helpen bij de volgorde van het te vormen eiwit.
Stadia van gen- of genetische expressie.
Kortom, DNA wordt "getranscribeerd" door boodschapper-RNA (mRNA) en vervolgens wordt de informatie "vertaald" door ribosomen (ribosomale RNA-verbindingen en eiwitmoleculen) en door het transporter-RNA (tRNA), dat de aminozuren transporteert, waarvan de volgorde het eiwit zal bepalen gevormd.
Genexpressie
De stappen in het eiwitsyntheseproces worden gereguleerd door genen. Genexpressie is de naam van het proces waarmee de informatie in genen (de DNA-sequentie) producten genereert genen, die RNA-moleculen zijn (in de gentranscriptiestap) en eiwitten (in de translatiestap gen).
Gen transcriptie
In deze eerste fase gaat het DNA-molecuul open en worden de codes in het gen
getranscribeerd voor het RNA-molecuul. DE RNA-polymerase-enzym het hecht aan één uiteinde van het gen, scheidt de DNA-strengen, en de vrije ribonucleotiden paren met de DNA-streng die als sjabloon dient.De volgorde van stikstofbasen van RNA volgen exact de volgorde van de basen van DNA, volgens de volgende regel:
- U met A (Uracil-RNA en Adenine-DNA),
- A met T (Adenine-RNA en Thymine-DNA),
- C met G (Cytosine-RNA en Guanine-DNA) en
- G met C (Guanine-RNA en Cytosine-DNA).
Wat het begin en einde bepaalt van het gen dat zal worden getranscribeerd, zijn specifieke nucleotidesequenties, het begin is de promotor regio van het gen en het einde is de eindgebied. Het RNA-polymerase past in het promotorgebied van het gen en reist naar het terminale gebied.
genetische vertaling
DE polypeptide keten wordt gevormd door de samenvoeging van aminozuren volgens de volgorde van nucleotiden van het mRNA. Deze mRNA-sequentie, genaamd codon, wordt bepaald door de basenvolgorde van de DNA-streng die als sjabloon diende. Eiwitsynthese is dus de vertaling van informatie in het gen, daarom wordt het gentranslatie genoemd.
Genetische code: codons en aminozuren
Er is een overeenkomst tussen de sequentie van stikstofbasen, die het codon van het mRNA vormen, en de aminozuren met hem geassocieerd genaamd genetische code. De combinatie van triples van basen vormen 64 verschillende codons die overeenkomen met 20 soorten aminozuren die de vormen eiwitten.
Zie de volgende afbeelding voor de cirkel van de genetische code, die van het midden naar buiten moet worden gelezen, dus voorbeeld: het AAA-codon is geassocieerd met het aminozuur lysine (Lys), GGU is glycine (Gly) en UUC is fenylalanine (Phé).
Genetische codecirkel. Het AUG-codon, geassocieerd met het methionine-aminozuur, is het startcodon en de UAA-, UAG- en UGA-codons zonder geassocieerde aminozuren zijn de stopcodons.
Er wordt gezegd dat de genetische code "gedegenereerd" is omdat veel van de aminozuren kunnen worden gecodeerd door hetzelfde codon, zoals de serine (Ser) die is geassocieerd met de UCU-, UCC-, UCA- en UCG-codons. Er is echter het aminozuur Methionine geassocieerd met slechts één AUG-codon, dat de begin van vertaling, en 3 stop codons (UAA, UAG en UGA) niet geassocieerd met een aminozuur, die de einde van eiwitsynthese.
Leer meer over Genetische code.
Polypeptideketenvorming
Schematische weergave van de associatie tussen het ribosoom, tRNA en mRNA voor eiwitvorming.
Eiwitsynthese begint met de associatie tussen een tRNA, een ribosoom en een mRNA. Elk tRNA draagt een aminozuur waarvan de basenvolgorde, genaamd anticodon, komt overeen met het mRNA-codon.
Het tRNA dat een methionine draagt, georiënteerd door het ribosoom, bindt aan het mRNA waar het overeenkomstige codon (AUG) wordt gevonden, waardoor het proces wordt gestart. Dan gaat het uit en gaat een ander tRNA aan, wat een ander aminozuur oplevert.
Deze bewerking wordt verschillende keren herhaald en vormt de polypeptideketen, waarvan de aminozuursequentie wordt bepaald is door het mRNA. Wanneer het ribosoom uiteindelijk het gebied van het mRNA bereikt waar zich een stopcodon bevindt, wordt het einde van de werkwijze.
Wie doet mee aan de synthese?
Vergelijking tussen een DNA (dubbelstrengs) en een RNA (enkelstrengs) molecuul.
DNA
Genen zijn specifieke delen van het molecuul van DNA, die codes hebben die in RNA worden getranscribeerd. Elk gen bepaalt de productie van een specifiek RNA-molecuul.
Niet elk DNA-molecuul bevat genen, sommige hebben niet de informatie voor gentranscriptie, het is niet-coderend DNA en hun functie is niet goed bekend.
RNA
de moleculen van RNA worden geproduceerd uit een DNA-sjabloon. DNA is een dubbele streng, waarvan er slechts één wordt gebruikt voor RNA-transcriptie.
Het enzym neemt deel aan het transcriptieproces RNA-polymerase. Er worden drie verschillende soorten geproduceerd, elk met een specifieke functie: mRNA - boodschapper-RNA, tRNA - transport-RNA en rRNA - ribosomaal RNA.
ribosomen
U ribosomen het zijn structuren die aanwezig zijn in eukaryote en prokaryotische cellen, waarvan de functie het synthetiseren van eiwitten is. Het zijn geen organellen omdat ze geen membranen hebben, het zijn soorten korrels, waarvan de structuur is samengesteld uit het gevouwen ribosomale RNA-molecuul, geassocieerd met eiwitten.
Ze worden gevormd door 2 subeenheden en bevinden zich in het cytoplasma, vrij of geassocieerd met het ruwe endoplasmatisch reticulum.
Controleer de verschillen tussen DNA en RNA.
Opdrachten
1. (MACK) De UGC-, UAU-, GCC- en AGC-codons coderen respectievelijk voor de aminozuren cysteïne, tyrosine, alanine en serine; het UAG-codon is terminaal, dat wil zeggen, het geeft de onderbreking van de translatie aan. Een DNA-fragment, dat codeert voor de sequentie serine – cysteïne – tyrosine – alanine, leed het verlies van 9De stikstof base. Vink het alternatief aan dat beschrijft wat er met de aminozuurvolgorde gaat gebeuren.
a) Het tyrosine-aminozuur wordt vervangen door een ander aminozuur.
b) Het aminozuur tyrosine zal niet vertaald worden, wat resulteert in een molecuul met 3 aminozuren.
c) De sequentie zal niet worden vertaald, omdat dit gewijzigde DNA-molecuul niet in staat is dit proces te sturen.
d) De translatie wordt onderbroken bij het 2e aminozuur.
e) De sequentie zal geen schade oplopen, omdat elke wijziging in de DNA-streng onmiddellijk wordt gecorrigeerd.
Correct alternatief: d) De vertaling wordt onderbroken bij het 2e aminozuur.
2. (UNIFOR) “Het boodschapper-RNA wordt geproduceerd in het ____I___ en op het ____II___-niveau wordt het geassocieerd met ____IIII___ deelname aan de synthese van ____IV___ .” Om deze zin correct aan te vullen, moeten respectievelijk I, II, III en IV worden vervangen, per:
a) ribosoom – cytoplasma – mitochondriën – energie.
b) ribosoom – cytoplasmatisch – mitochondriën – DNA.
c) kern – cytoplasma – mitochondriën – eiwitten.
d) cytoplasma - nucleair - ribosomen - DNA.
e) kern – cytoplasma – ribosomen – eiwitten.
Correct alternatief: e) kern – cytoplasma – ribosomen – eiwitten.
3. (UFRN) Een X-eiwit dat wordt gecodeerd door het Xp-gen wordt gesynthetiseerd op ribosomen van een mRNA. Voor om de synthese te laten plaatsvinden, is het noodzakelijk dat de stappen plaatsvinden, respectievelijk in de kern en in het cytoplasma. in:
a) Initiatie en transcriptie.
b) Initiatie en beëindiging.
c) Vertaling en beëindiging.
d) Transcriptie en vertaling.
Correct alternatief: d) Transcriptie en vertaling.
4. (UEMA) De genetische code is een biochemisch informatiesysteem dat de productie van eiwitten mogelijk maakt, die de structuur van cellen bepalen en alle metabolische processen regelen. Markeer het juiste alternatief waar de structuur van de genetische code wordt gevonden.
a) Een willekeurige reeks stikstofbasen A, C, T, G.
b) Een opeenvolging van gebroken DNA-basen geeft een opeenvolging van nucleotiden aan die samen moeten komen om een eiwit te vormen.
c) Een opeenvolging van gebroken RNA-basen geeft een opeenvolging van aminozuren aan die samen moeten komen om een eiwit te vormen.
d) Een willekeurige reeks stikstofbasen A, C, U, G.
e) Een opeenvolging van gebroken DNA-basen geeft een opeenvolging van aminozuren aan die samen moeten komen om een eiwit te vormen.
Correct alternatief: e) Een opeenvolging van gebroken DNA-basen geeft een opeenvolging van aminozuren aan die samen moeten komen om een eiwit te vormen.
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in:
- Cytoplasma
- eiwit structuur
- Inleiding tot genetica
