Каква е ролята на цитоплазмата при протеиновата биосинтеза? Описание, процес и функции

Клетката на всеки организъм е една голяма фабрика за производство на химикали. Тук има реакции върху биосинтеза на липиди, нуклеинови киселини, въглехидрати и, разбира се, протеини. Протеините играят огромна роля в живота на клетката, защото изпълняват много функции: ензимен, сигнален, структурен, защитен и други.

Биосинтеза на протеини: описание на процеса

Конструкцията на протеиновите молекули е сложен многоетапен процес, който се осъществява под въздействието на голям брой ензими и в присъствието на определени структури.

Синтезът на всеки протеин започва в ядрото. Информация за структурата на молекулата се записва в ДНК на клетката, с която се чете. Почти всеки ген на организма кодира един, само това е присъща протеинова молекула.

Каква е ролята на цитоплазмата при протеиновата биосинтеза? Факт е, че клетъчна цитоплазма е "резервоар" за мономери на сложни вещества, както и структури, които са отговорни за хода на протеиновия синтез. Също така, вътрешната среда на клетката има постоянна киселинност и йонно съдържание, което играе важна роля в биохимичните реакции.

Биосинтезата на протеина се осъществява на два етапа: това е транскрипция и транслация.

транскрипция

Този етап започва в ядрото на клетката. Тук основна роля играе такива нуклеинови киселини, като ДНК и РНК (деокси и рибонуклеинова киселина). В еукариоти, транскрипция единица е транскрипцията и прокариоти такава организация се нарича оперон ДНК. Разликата между транскрипцията в прокариоти и еукариоти е, че оперона е частта от молекулата на ДНК, която кодира молекула множество протеини, когато транскрипционна носи информация само един ген протеин.

Основната задача на клетката в етапа на транскрипция е синтезата на информационната РНК (mRNA) върху ДНК матрицата. За тази цел в епруветката влизат ензими като РНК полимераза. Той участва в синтеза на нова молекула mRNA, която е допълваща към мястото дезоксирибонуклеинова киселина.

За успешната транскрипция на транскрипционните реакции е необходимо наличието на транскрипционни фактори, които също се означават с абревиатурата TF-1, TF-2, TF-3. Тези комплексни протеинови структури участват в свързването на РНК полимеразата към промотора молекула на ДНК.

Синтезата на тРНК продължава, докато полимеразата достигне крайния участък на транскриптана, който се нарича терминатор.

Операторът, като друга функционална транскрипцията област, е отговорен за инхибирането на транскрипцията или, алтернативно, за ускоряване на РНК полимеразата. Отговорни за регулирането на работата на транскрипционните ензими са съответно протеин-инхибиторите или активаторните протеини.

превод

След като мРНК се синтезира в ядрото на клетката, тя влиза в цитоплазмата. За да се отговори на въпроса за ролята на цитоплазмата при биосинтеза на протеини, струва си да се разглобява подробно допълнителната съдба на молекулата на нуклеиновата киселина по време на етапа на транслация.

Преводът се извършва на три етапа: иницииране, удължаване и прекратяване.

Първо, тРНК трябва да се свърже с рибозомите. Рибозомите са малки немембранни структури на клетката, които се състоят от две подединици: малки и големи. Първо рибонуклеинова киселина е свързана към малката субединица, и след това се затваря цялата голям комплекс транслацията, така че иРНК е в рибозомата. Всъщност това завършва стадия на посвещението.

Каква е ролята на цитоплазмата при протеиновата биосинтеза? На първо място, това е източникът на аминокиселини - основните мономери на всеки протеин. В етап на удължаване е постепенното натрупване на полипептидната верига, от кодон метионин начало, към който са прикрепени други аминокиселини. Кодонът в този случай е триплет на нуклеотиди на иРНК, кодираща една аминокиселина.

На този етап друг вид рибонуклеинови киселини - транспортна РНК или tRNA - е свързан с работата. Те са отговорни за доставянето на аминокиселини в комплекса на рибозоми с mRNA чрез образуване на аминоацил-tPHK комплекс. Признаването на tPHK се осъществява чрез комплементарното взаимодействие на антикодон от тази молекула с кодона на тРНК. Така, аминокиселината се доставя до рибозомата и се прикрепя към синтезираната полипептидна верига.

Прекратяването на процеса на превод се осъществява, когато регионите на стоп-кодон достигнат иРНК. Тези кодони съдържат информация за синтеза на пептида е пълно, след което комплексът на рибозом-РНК се разрушава и първичната структура на нов протеин преминава в цитоплазмата за по-нататъшни химични трансформации.

В процеса на транслация се включват специални протеинови фактори за иницииране на IF и фактори на удължаване EF. Те са от различни видове и тяхната задача е да осигурят правилното свързване на РНК с рибозомални субединици, както и в синтеза на самата полипептидна верига в етапа на удължаване.

Каква е ролята на цитоплазмата при протеиновата биосинтеза: накратко за основните компоненти на биосинтезата

След като мРНК напусне ядрото във вътрешната среда на клетката, молекулата трябва да образува стабилен транслационен комплекс. Какви компоненти на цитоплазмата задължително трябва да присъстват на етапа на превод?

1. Рибозоми.

2. Аминокиселини.

3. tRNA.

Аминокиселини - мономери на протеини

За синтезиране на протеинова верига присъствието в цитоплазмата на структурни компоненти на пептидна молекула - аминокиселини. Тези ниско молекулни вещества в състава им имат аминогрупа NH2 и киселинен остатък на СООН. Друг компонент на молекулата - радикалът - е отличителна черта на всяка отделна аминокиселина. И така, каква е ролята на цитоплазмата при протеиновата биосинтеза?

АК се срещат в разтвори под формата на амониеви йони, които са същите молекули, които се отказват или приемат водородни протони. Така, амино групата на аминокиселините се превръща в NH3 +, а карбонилната група се превръща в СОО-.

Общо 200 AK се намират в природата, от които само 20 са бели. Сред тях е изолирана група от есенциални аминокиселини, които не се синтезират в човешкото тяло и влизат в клетката само с храната и несъществените аминокиселини, които тялото формира самостоятелно.

Всички AK кодира от кодон, който съответства на три нуклеотиди на иРНК, където една аминокиселина може често да бъдат кодирани от няколко такива последователности. Метиониновият кодон в про и еукариоти е началната, тъй като започва биосинтезата на пептидната верига. Стоп кодоните включват UAA, UGA и нуклеотидна последователност на UAH.

Какви са рибозомите?

Как са отговорни рибозомите биосинтеза на протеини в клетка и каква е ролята на тези структури? На първо място, това са немембранни образувания, които се състоят от две подгрупи: големи и малки. Функцията на тези субединици е запазването на молекулата на mRNA между тях.

В рибозомите има места, в които падат кодоните на mRNA. Общо, между малките и големите субединици, два такива триплета могат да се поберат.

Няколко рибозомите могат да бъдат обобщени в един голям застраховка, при което се увеличава пептидната верига проценти синтез, и на изхода могат да бъдат получени няколко копия на протеина. Това е ролята на цитоплазмата при протеиновата биосинтеза.

Видове РНК

Рибонуклеиновите киселини играят важна роля във всички етапи на транскрипцията. Има три големи групи РНК: транспорт, рибозома и информация.

mRNA участва в предаването на информация за състава на пептидната верига. tRNAs са междинни съединения при трансфера на аминокиселини към рибозомите, което се постига чрез образуването на аминоацил-tRNA комплекс. Прибавянето на аминокиселината се извършва само когато антикодонът е комплементарен на транспортната РНК с кодона на информационната РНК.

rRNA участват във формирането на рибозоми. Техните последователности са една от причините, поради които иРНК се задържа между малките и големите субединици. Създават се ризозомни РНК в ядрото.

Значението на протеините

Биосинтезата на протеини и неговото значение за огромни клетки: повечето ензими имат пептидна природа организъм, протеини се осъществява чрез транспорт на вещества през клетъчната мембрана.

Протеините изпълняват структурна функция, когато са част от мускулите, нервите и другите тъкани. Ролята на сигнала е предаване на информация за процесите, които се появяват, например, когато светлината пада върху ретината на окото. Защитните протеини - имуноглобулините - са в основата на човешката имунна система.