การสังเคราะห์โปรตีน: การถอดความ การแปล และการออกกำลังกาย

การสังเคราะห์โปรตีนเป็นกลไกของ การผลิตโปรตีน ถูกกำหนดโดย DNA ซึ่งเกิดขึ้นในสองขั้นตอนที่เรียกว่า การถอดความและการแปล.

กระบวนการนี้เกิดขึ้นในไซโตพลาสซึมของเซลล์และยังเกี่ยวข้องกับ RNA, ไรโบโซม, เอ็นไซม์จำเพาะและกรดอะมิโนที่จะช่วยในลำดับของโปรตีนที่จะเกิดขึ้น

ขั้นตอนของยีนหรือการแสดงออกทางพันธุกรรม

กล่าวโดยย่อ DNA ถูก "ถ่ายทอด" โดย messenger RNA (mRNA) จากนั้นข้อมูลจะถูก "แปล" โดยไรโบโซม (สารประกอบ ribosomal RNA และโมเลกุลโปรตีน) และโดยตัวขนส่ง RNA (tRNA) ซึ่งขนส่งกรดอะมิโน ซึ่งลำดับจะเป็นตัวกำหนดโปรตีนให้เป็น ก่อตัวขึ้น

การแสดงออกของยีน

ขั้นตอนในกระบวนการสังเคราะห์โปรตีนนั้นควบคุมโดยยีน การแสดงออกของยีนเป็นชื่อของกระบวนการที่ข้อมูลที่มีอยู่ในยีน (ลำดับดีเอ็นเอ) สร้างผลิตภัณฑ์ ยีน ซึ่งเป็นโมเลกุลอาร์เอ็นเอ (ในขั้นตอนการถอดรหัสยีน) และโปรตีน (ในขั้นตอนการแปล) ยีน).

การถอดความยีน

ในระยะแรกนี้ โมเลกุลดีเอ็นเอจะเปิดออก และรหัสที่มีอยู่ในยีนคือ ถอดความ สำหรับโมเลกุลอาร์เอ็นเอ THE เอ็นไซม์ RNA polymerase มันยึดติดกับปลายด้านหนึ่งของยีน โดยแยกสาย DNA และไรโบนิวคลีโอไทด์อิสระจะจับคู่กับสาย DNA ที่ทำหน้าที่เป็นแม่แบบ

ลำดับของ ฐานไนโตรเจน ของ RNA มีลำดับเบสของ DNA ตามกฎดังต่อไปนี้

• U กับ A (Uracil-RNA และ Adenine-DNA)
• A กับ T (Adenine-RNA และ Thymine-DNA)
• C กับ G (Cytosine-RNA และ Guanine-DNA) และ
• G กับ C (Guanine-RNA และ Cytosine-DNA)

สิ่งที่กำหนดจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของยีนที่จะถ่ายทอดคือลำดับนิวคลีโอไทด์จำเพาะ จุดเริ่มต้นคือ ภูมิภาคโปรโมเตอร์ ของยีนและจุดสิ้นสุดคือ ภูมิภาคปลายทาง. RNA polymerase พอดีกับบริเวณโปรโมเตอร์ของยีนและเดินทางไปยังบริเวณปลายทาง

การแปลทางพันธุกรรม

THE สายโซ่โพลีเปปไทด์ เกิดขึ้นจากการรวมตัวของกรดอะมิโนตามลำดับของ นิวคลีโอไทด์ ของ mRNA ลำดับ mRNA นี้เรียกว่า โคดอนถูกกำหนดโดยลำดับเบสของสายดีเอ็นเอที่ทำหน้าที่เป็นแม่แบบ ดังนั้น การสังเคราะห์โปรตีนคือการแปลข้อมูลที่มีอยู่ในยีน ซึ่งเป็นสาเหตุที่เรียกว่าการแปลยีน

รหัสพันธุกรรม: Codons และกรดอะมิโน

มีความสอดคล้องกันระหว่างลำดับของเบสไนโตรเจนซึ่งประกอบเป็นโคดอนของ mRNA และ กรดอะมิโน ที่เกี่ยวข้องกับเขาเรียกว่า รหัสพันธุกรรม. การรวมกันของเบสสามตัวก่อให้เกิด 64 codon ที่แตกต่างกันซึ่งสอดคล้องกับกรดอะมิโน 20 ชนิดที่จะประกอบเป็น โปรตีน.

ดูรูปต่อไปนี้สำหรับวงกลมของรหัสพันธุกรรมซึ่งต้องอ่านจากตรงกลางออกสู่ภายนอกดังนั้น ตัวอย่าง: โคดอน AAA สัมพันธ์กับกรดอะมิโนไลซีน (Lys), GGU คือไกลซีน (Gly) และ UUC คือฟีนิลอะลานีน (เพ).

วงกลมรหัสพันธุกรรม โคดอน AUG ที่เกี่ยวข้องกับกรดอะมิโนเมไทโอนีนคือโคดอนเริ่มต้น และโคดอน UAA, UAG และ UGA ที่ไม่มีกรดอะมิโนที่เกี่ยวข้องคือโคดอนหยุด

กล่าวกันว่ารหัสพันธุกรรม "เสื่อม" เนื่องจากกรดอะมิโนจำนวนมากสามารถเข้ารหัสได้ด้วยโคดอนเดียวกัน เช่น ซีรีน (Ser) ที่เกี่ยวข้องกับโคดอน UCU, UCC, UCA และ UCG อย่างไรก็ตาม มีกรดอะมิโนเมไทโอนีนที่เกี่ยวข้องกับโคดอน AUG เพียงตัวเดียวซึ่งส่งสัญญาณให้ เริ่มแปล, และ 3 หยุด codons (UAA, UAG และ UGA) ไม่เกี่ยวข้องกับกรดอะมิโนใดๆ ซึ่งส่งสัญญาณถึง สิ้นสุดการสังเคราะห์โปรตีน.

ดูข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ รหัสพันธุกรรม.

การสร้างสายโซ่โพลีเปปไทด์

แผนผังแสดงความสัมพันธ์ระหว่างไรโบโซม tRNA และ mRNA สำหรับการสร้างโปรตีน

การสังเคราะห์โปรตีนเริ่มต้นด้วยความสัมพันธ์ระหว่าง tRNA, ไรโบโซม และ mRNA แต่ละ tRNA มีกรดอะมิโนซึ่งมีลำดับเบสเรียกว่า แอนติโคดอนสอดคล้องกับโคดอน mRNA

tRNA ที่มีเมไทโอนีนซึ่งควบคุมโดยไรโบโซมจะจับกับ mRNA ซึ่งพบ codon (AUG) ที่สอดคล้องกันโดยเริ่มกระบวนการ จากนั้นจะปิดและเปิด tRNA อีกตัวหนึ่ง นำกรดอะมิโนอีกตัวมา

การดำเนินการนี้ซ้ำหลายครั้งเพื่อสร้างสายพอลิเปปไทด์ซึ่งกำหนดลำดับกรดอะมิโนamino โดย mRNA เมื่อไรโบโซมมาถึงบริเวณ mRNA ที่มี codon หยุด ปลายของ กระบวนการ.

ใครมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์?

การเปรียบเทียบระหว่างโมเลกุล DNA (สายคู่) และโมเลกุล RNA (สายเดี่ยว)

ดีเอ็นเอ

ยีนเป็นส่วนเฉพาะของโมเลกุลของ ดีเอ็นเอซึ่งมีรหัสที่จะแปลงเป็นอาร์เอ็นเอ ยีนแต่ละตัวกำหนดการผลิตโมเลกุลอาร์เอ็นเอจำเพาะ

ไม่ใช่ทุกโมเลกุลของ DNA ที่มียีน แต่มีบางโมเลกุลที่ไม่มีข้อมูลสำหรับการถอดรหัสยีน พวกมันไม่ใช่ DNA ที่เข้ารหัส และหน้าที่ของพวกมันไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด

RNA

โมเลกุลของ RNA ผลิตจากแม่แบบ DNA ดีเอ็นเอเป็นสายคู่ ซึ่งมีเพียงสายเดียวที่ใช้สำหรับการถอดรหัสอาร์เอ็นเอ

เอนไซม์มีส่วนร่วมในกระบวนการถอดรหัส RNA โพลีเมอเรส. มีการผลิตสามประเภทที่แตกต่างกัน โดยแต่ละประเภทมีหน้าที่เฉพาะ: mRNA - messenger RNA, tRNA - ขนส่ง RNA และ rRNA - ribosomal RNA

ไรโบโซม

คุณ ไรโบโซม เป็นโครงสร้างที่มีอยู่ในเซลล์ยูคาริโอตและโปรคาริโอตซึ่งมีหน้าที่ในการสังเคราะห์โปรตีน พวกมันไม่ใช่ออร์แกเนลล์เพราะพวกมันไม่มีเยื่อหุ้ม มันเป็นสายพันธุ์ของแกรนูลซึ่งมีโครงสร้างประกอบด้วยโมเลกุล RNA ของไรโบโซมที่ถูกพับซึ่งเกี่ยวข้องกับโปรตีน

พวกมันถูกสร้างขึ้นโดย 2 ยูนิตย่อยและตั้งอยู่ในไซโตพลาสซึม ปราศจากหรือเกี่ยวข้องกับเอนโดพลาสมิกเรติเคิลแบบหยาบ

ตรวจสอบความแตกต่างระหว่าง ดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอ.

การออกกำลังกาย

1. (MACK) รหัส UGC, UAU, GCC และ AGC ตามลำดับ สำหรับกรดอะมิโนซิสเทอีน ไทโรซีน อะลานีนและซีรีน รหัส UAG เป็นเทอร์มินัลนั่นคือบ่งบอกถึงการหยุดชะงักของการแปล ชิ้นส่วน DNA ซึ่งเข้ารหัสลำดับ ซีรีน – ซิสเทอีน – ไทโรซีน – อะลานีน ประสบกับการสูญเสีย 9 ฐานไนโตรเจน ตรวจสอบทางเลือกอื่นที่อธิบายสิ่งที่จะเกิดขึ้นกับลำดับกรดอะมิโน

ก) กรดอะมิโนไทโรซีนจะถูกแทนที่ด้วยกรดอะมิโนอื่น
b) กรดอะมิโนไทโรซีนจะไม่ถูกแปล ส่งผลให้มีโมเลกุลที่มีกรดอะมิโน 3 ตัว
c) ลำดับจะไม่ถูกแปล เนื่องจากโมเลกุลดีเอ็นเอที่เปลี่ยนแปลงนี้ไม่สามารถควบคุมกระบวนการนี้ได้
d) การแปลจะถูกขัดจังหวะที่กรดอะมิโนตัวที่ 2
จ) ลำดับจะไม่ได้รับความเสียหาย เนื่องจากการดัดแปลงใดๆ ในสาย DNA จะได้รับการแก้ไขทันที

ดูคำตอบ

ทางเลือกที่ถูกต้อง: d) การแปลจะถูกขัดจังหวะที่กรดอะมิโนตัวที่ 2

2. (UNIFOR) “RNA ของผู้ส่งสารถูกผลิตขึ้นใน ____I___ และที่ระดับ ____II___ มันเกี่ยวข้องกับ ____IIII___ ที่เข้าร่วมใน การสังเคราะห์ ____IV___ ” เพื่อให้ประโยคนี้สมบูรณ์ต้องแทนที่ I, II, III และ IV ตามลำดับ ต่อ:

ก) ไรโบโซม – ไซโตพลาสมิก – ไมโตคอนเดรีย – พลังงาน
ข) ไรโบโซม – ไซโตพลาสมิก – ไมโทคอนเดรีย – ดีเอ็นเอ
c) นิวเคลียส – ไซโตพลาสมิก – ไมโทคอนเดรีย – โปรตีน
d) ไซโตพลาสซึม – นิวเคลียส – ไรโบโซม – ดีเอ็นเอ
จ) นิวเคลียส – ไซโตพลาสมิก – ไรโบโซม – โปรตีน

ดูคำตอบ

ทางเลือกที่ถูกต้อง: จ) นิวเคลียส – ไซโตพลาสซึม – ไรโบโซม – โปรตีน

3. (UFRN) โปรตีน X ที่เข้ารหัสโดยยีน Xp ถูกสังเคราะห์บนไรโบโซมจาก mRNA สำหรับ เพื่อให้การสังเคราะห์เกิดขึ้น จำเป็นต้องมีขั้นตอนในนิวเคลียสและในไซโตพลาสซึมตามลำดับ ใน:

ก) การเริ่มต้นและการถอดความ
ข) การเริ่มต้นและการสิ้นสุด
ค) การแปลและการยุติ
ง) การถอดความและการแปล

ดูคำตอบ

ทางเลือกที่ถูกต้อง: d) การถอดความและการแปล

4. (UEMA) รหัสพันธุกรรมเป็นระบบข้อมูลทางชีวเคมีที่ช่วยให้สามารถผลิตโปรตีนซึ่งกำหนดโครงสร้างของเซลล์และควบคุมกระบวนการเผาผลาญทั้งหมด ทำเครื่องหมายทางเลือกที่ถูกต้องซึ่งพบโครงสร้างของรหัสพันธุกรรม

ก) ลำดับสุ่มของเบสไนโตรเจน A, C, T, G
b) ลำดับเบสของ DNA ที่แตกสลายบ่งชี้ลำดับของนิวคลีโอไทด์ที่ต้องมารวมกันเพื่อสร้างโปรตีน
c) ลำดับของเบสอาร์เอ็นเอที่แตกสลายบ่งชี้ลำดับของกรดอะมิโนที่ต้องมารวมกันเพื่อสร้างโปรตีน
d) ลำดับสุ่มของเบสไนโตรเจน A, C, U, G
จ) ลำดับเบสของ DNA ที่แตกสลายบ่งชี้ลำดับของกรดอะมิโนที่ต้องมารวมกันเพื่อสร้างโปรตีน

ดูคำตอบ

ทางเลือกที่ถูกต้อง: จ) ลำดับเบสของ DNA ที่แตกสลายบ่งชี้ลำดับของกรดอะมิโนที่ต้องมารวมกันเพื่อสร้างโปรตีน

คุณอาจสนใจ:

• ไซโตพลาสซึม
• โครงสร้างโปรตีน
• พันธุศาสตร์เบื้องต้น