Биосинтезата на протеина: кратка и разбираема. Биосинтеза на протеин в жива клетка

За да изучите процесите, протичащи в организма, трябва да знаете какво се случва на клетъчното ниво. И протеиновите съединения играят важна роля там. Необходимо е да се изучават не само техните функции, но и процесът на създаване. Следователно е важно да се обясни биосинтезата на протеина

Протеини - какво е това и за какво са те?

Тези високомолекулни съединения играят огромна роля в живота на всеки организъм. Протеините са полимери, т.е. те се състоят от много подобни "парчета". Техният брой може да варира от няколкостотин до хиляди.

В клетката протеините изпълняват много функции. Тяхната роля също е голяма в по-високите нива на организация: тъканите и органите до голяма степен зависят от правилното функциониране на различните протеини.

Например, всички хормони са с протеинов произход. Но тези вещества контролират всички процеси в организма.

Хемоглобин - също протеин, той се състои от четири вериги, които са свързани в центъра с железен атом. Такава структура осигурява способността да пренася кислород чрез червени кръвни клетки.Спомнете си, че всички мембрани имат в тях протеинов състав. Те са необходими за транспортирането на веществата през клетъчната мембрана.

Има много повече функции на протеиновите молекули, които те изпълняват ясно и неопровержимо. Тези невероятни съединения са много разнообразни не само в ролите си в клетката, но и в структурата.

Къде се случва синтеза?

Рибозомът е органел, в който преминава основната част от процеса, наречена "биосинтеза на протеини". Клас 9 се различава в различните училища в програмата за изучаване на биологията, но много учители дават материал за органелите в аванс преди да учат излъчването.

Следователно, няма да е трудно за студентите да си припомнят материала, който са покрили, и да го поправят. Трябва да се знае, че само една полипептидна верига може да бъде създадена едновременно с един и същ органел. Това не е достатъчно, за да задоволи всички нужди на клетката. Ето защо, много рибозоми и най-често те се комбинират с ендоплазмения ретикулум. Такъв EPS се нарича груб. Ползата от това "сътрудничество" е очевидна: протеинът непосредствено след синтеза се намира в транспортния канал и може да стигне до местоназначението без забавяне.

Но ако вземем предвид самото начало, а именно четенето на информация от ДНК, можем да кажем, че биосинтезата на протеина в живата клетка започва дори в ядрото. Там се синтезира матричната РНК, която съдържа генетичния код.

Необходимите материали са аминокиселини, мястото на синтеза е рибозома

Изглежда, че е трудно да се обясни как биосинтезата на протеините протича, накратко и ясно, процесът на проектиране и множество чертежи са просто необходими. Те ще помогнат да предадат цялата информация и студентите ще могат лесно да я помнят.

На първо място, синтезата изисква "строителен материал" - аминокиселини. Някои от тях се произвеждат от тялото. Други могат да бъдат получени само с храна, те се наричат ​​незаменими.Общият брой на аминокиселините е двадесет, но поради огромния брой варианти, в които те могат да бъдат разположени в дълга верига, протеиновите молекули са много разнообразни. Тези киселини имат сходна структура, но се различават в радикалите.

Той свойства на тези части на всяка аминокиселина се определи до каква структура "намалява" получената верига, ще образуват кватернерна структура с други вериги, и какви свойства ще притежават получената макромолекула.Процесът на биосинтезата на протеините не може да продължи просто в цитоплазмата, за това е необходим рибозом. Този органел се състои от две подединици - големи и малки. В състояние на покой, те са разединени, но веднага щом синтезата започне, веднага се свързват и започват да работят.

Такива различни и важни рибонуклеинови киселини

За да донесете аминокиселината на рибозомата, се нуждаете от специална РНК, наречена транспорт. За да го намали, е показана t-РНК. Тази едноверижна молекула под формата на детелина е способна да прикрепи една аминокиселина към своя свободен край и да я прехвърли на мястото на протеиновия синтез.

Друга РНК, участваща в протеинов синтез, наречена матрица (информация). Той носи в себе си еднакво важен компонент на синтеза - код, в който ясно се предписва кога коя аминокиселина да се прилепи към формиращата верига на протеина.

Тази молекула има единична верига структура, се състои от нуклеотиди, както и ДНК. Има някои разлики в първичната структура на тези нуклеинови киселини, които можете да прочетете в сравнителна статия за РНК и ДНК.

Информация за протеиновия състав на тРНК се получава от основния пазител на генетичния код - ДНК. Процес на четене дезоксирибонуклеинова киселина и синтеза на m-РНК се нарича транскрипция.

Той се среща в ядрото, откъдето получената иРНК е изпратена до рибозомата. Самата ДНК не излиза от ядрото, нейната задача е само да запази генетичния код и да я предаде на дъщерната клетка по време на разделянето.

Обобщена таблица на основните участници в предаването

За да се опише протеиновият биосинтез е кратък и разбираем, просто е необходима таблица. В него ще напишем всички компоненти и тяхната роля в този процес, който се нарича превод.

Самият процес на създаване на протеинова верига е разделен на три етапа. Нека да разгледаме всеки от тях по-подробно. След това можете лесно да обясните на всеки, който иска кратко и ясно биосинтеза на протеин.

Начало - началото на процеса

Това е началният етап на транслация, при който малка субединица на рибозомата се свързва с първата тРНК. Тази рибонуклеинова киселина носи аминокиселина - метионин. Преводът винаги започва с тази аминокиселина, тъй като началният кодон е AUG, който също кодира този първи мономер в протеиновата верига.

За да може рибозомът да разпознае стартовия кодон и да не започне синтез от средата на гена, където може да се окаже и последователността на AUH, се намира специална последователност от нуклеотиди около началния кодон. На тях рибозомът разпознава мястото, на което трябва да седне неговата малка подгрупа.

След образуването на комплекса с т-РНК, етапът на иницииране завършва. И започва основната фаза на предаването.

Удължаването е средата на синтеза

На този етап се наблюдава постепенно натрупване на протеиновата верига. Продължителността на удължаването зависи от количеството аминокиселини в протеина.

Първо, голяма субединица на рибозома се свързва с малката субединица. И първоначалната tRNA е в него изцяло. Навън има само метионин. Освен това, втората t-РНК, носеща различна аминокиселина, влиза в голямата субединица.

Ако вторият кодон на тРНК съвпада с антикодон в горната част на листата на детелината, втората аминокиселина се прикрепва към първата чрез пептидна връзка.

След това, рибозомата се движи по протежение на m-РНК точно три нуклеотида (един кодон), първата t-РНК отделя метионина от себе си и се отделя от комплекса. На негово място е втората t-РНК, в края на която вече има две аминокиселини.

След това трета t-РНК навлезе в голямата субединица и процесът се повтаря. Това ще се случи, докато рибозомата не срещне кодона в тРНК, което сигнализира края на превода.

приключване

Този етап е последният, някои може да изглеждат много жестоки. Всички молекули и органели, които работят толкова гладко заедно, за да се създаде полипептидната верига, спират веднага щом рибозомата удари терминалния кодон.

Той не кодира никаква аминокиселина, така че каквото и да е t-RNA навлиза в голяма субединица, те всички ще бъдат отхвърлени поради несъответствие. Тук се появяват факторите за прекратяване, които разделят завършения протеин от рибозомата.

Самият органел може или да се дезинтегрира в две субединици, или да продължи пътуването си чрез мРНК в търсене на нов стартов кодон. На една иРНК може да има няколко рибозоми наведнъж. Всеки от тях е на свой етап на превод. Само създаденият протеин се доставя с маркери, чрез които всеки ще разбере местоназначението си. И според EPS ще бъде изпратено там, където е необходимо.

За да се разбере ролята на биосинтеза на протеини, е необходимо да се проучат какви функции може да изпълни. Зависи от последователността на аминокиселините във веригата. Това са техните свойства, които определят вторичния, третичния и понякога и кватернера (ако има такъв) протеинова структура и неговата роля в клетката. Повече подробности за функциите на протеиновите молекули могат да бъдат намерени в статията по тази тема.

Как да научите повече за излъчването

Тази статия описва биосинтезата на протеин в живи клетки. Разбира се, ако проучите по-задълбочено въпроса, обяснението на процеса във всички подробности ще отнеме много страници. Но материалите по-горе трябва да са достатъчни за цялостно представяне. Видео материали, в които учените моделират всички етапи на излъчването, могат да бъдат много полезни за разбиране. Някои от тях са преведени на руски език и могат да служат като отличен наръчник за студенти или просто образователно видео.

За да разберете по-добре темата, трябва да прочетете други статии по свързани теми. Например, за нуклеинови киселини или за функцията на протеините.