Koja je uloga citoplazme u biosintezi proteina? Opis, postupak i funkcije

Stanica bilo kojeg organizma je jedna velika tvornica za proizvodnju kemikalija. Ovdje su reakcije na biosintezu lipida, nukleinskih kiselina, ugljikohidrata i, naravno, proteina. Proteini imaju veliku ulogu u životu stanice, jer izvode mnoge funkcije: enzimatske, signalne, strukturne, zaštitne i druge.

Biosinteza proteina: opis procesa

Konstrukcija molekula proteina je složeni višestupanjski proces koji se javlja pod utjecajem velikog broja enzima i prisutnosti određenih struktura.

Sinteza bilo kojeg proteina počinje u jezgri. Podaci o strukturi molekule zabilježeni su u DNA stanice, kojom se ona očitava. Gotovo svaki gen organizma kodira jedan, samo svojstven protein molekulu.

Koja je uloga citoplazme u biosintezi proteina? Činjenica je to stanična citoplazma je "bazen" za monomere kompleksnih tvari, kao i strukture koje su odgovorne za proces sinteze proteina. Također, unutarnje okruženje ćelije ima konstantni sadržaj kiselosti i iona, koji ima važnu ulogu u biokemijskim reakcijama.

Biosinteza proteina odvija se u dvije faze: ona je transkripcija i translacija.

transkripcija

Ova faza počinje u jezgri ćelije. Ovdje igraju glavnu ulogu nukleinske kiseline kao što su DNA i RNA (deoksi- i ribonukleinske kiseline). U eukariotima, transkripcijska jedinica je transkriptona, au prokariotima takva organizacija DNA nazivamo operonom. Razlika između transkripcije u prokariota i eukariota je da operon je dio molekule DNA koja kodira molekulu više proteina kada transkripcijski nose informacije o samo jednom gena proteina.

Glavni zadatak stanice u fazi transkripcije je sinteza informacijske RNA (mRNA) na matrici DNA. Za to, enzim kao što je RNA polimeraza ulazi u jezgru. Sudjeluje u sintezi nove molekule mRNA koja je komplementarna mjestu deoksiribonukleinska kiselina.

Za uspješan tijek reakcije transkripcije zahtijeva prisutnost transkripcijskih faktora koji su također označen pod kraticom TF-1, TF-2, TF-3. Te kompleksne strukture proteina uključene su u povezivanje RNA polimeraze na promotor molekule DNA.

Sinteza mRNA se nastavlja dok polimeraza ne dosegne terminalnu regiju transkriptona, što se naziva terminatorom.

Operater, kao i druga funkcionalna transkripcijskoj regiji, je odgovoran za inhibiciju transkripcije ili, za ubrzanje RNA polimeraze. Odgovorni za regulaciju rada transkripcijskih enzima su posebni proteinski inhibitori ili aktivatorski proteini.

prijevod

Nakon što je mRNA sintetizirana u jezgri stanice, ona ulazi u citoplazmu. Da bismo odgovorili na pitanje uloge citoplazme u biosintezi bjelančevina, vrijedno je detaljno rastaviti daljnju sudbinu molekule nukleinske kiseline tijekom faze prevođenja.

Prijevod se odvija u tri faze: inicijacija, produljenje i prestanak.

Prvo, mRNA se mora pridružiti ribosomima. Ribosomi su male ne-membranske strukture stanice, koje se sastoje od dvije podjedinice: male i velike. Prvo, ribonukleinska kiselina je pričvršćena na malu podjedinicu, a zatim zatvara cijeli prijevodni kompleks tako da je mRNA unutar ribosoma. Zapravo, ovo završava fazu inicijacije.

Koja je uloga citoplazme u biosintezi proteina? Prije svega, ovo je izvor aminokiselina - glavni monomeri bilo kojeg proteina. U fazi elongacije, polipeptidni lanac postepeno se nakuplja, počevši od metioninskog početnog kodona, na koji su vezane preostale aminokiseline. Kodon u ovom slučaju je triplet nukleotida mRNA koji kodira jednu aminokiselinu.

U ovoj fazi je na posao povezana druga vrsta ribonukleinske kiseline - transportna RNA ili tRNA. Oni su odgovorni za isporuku aminokiselina kompleksu ribosoma s mRNA stvaranjem aminoacil-tRNA kompleksa. Prepoznavanje tRNA javlja se komplementarnom interakcijom antikodona ove molekule s kodonom na mRNA. Dakle, aminokiselina se dovodi u ribosom i pričvrsti se na sintetizirani polipeptidni lanac.

Prekid postupka prevođenja nastaje kada regije za zaustavljanje kodona dođu do mRNA. Ovi kodoni nose informacije o završetku sinteze peptida, nakon čega je uništen kompleks ribosoma-RNA, a primarna struktura novog proteina ulazi u citoplazmu za daljnje kemijske transformacije.

U procesu prevođenja uključeni su posebni faktori proteina iniciranja IF i faktori elongacije EF. Oni su različitih tipova i njihova je zadaća osigurati ispravnu povezanost RNA s ribosomalnim podjedinicama, kao i sintezu samog polipeptidnog lanca u fazi elongacije.

Koja je uloga citoplazme u biosintezi proteina: ukratko o glavnim komponentama biosinteze

Nakon što mRNA izađe iz jezgre u unutarnje okruženje stanice, molekula mora stvoriti stabilan translacijski kompleks. Koje komponente citoplazme moraju nužno biti prisutne u fazi prevođenja?

1. Ribosomi.

2. Aminokiseline.

3. tRNA.

Amino kiseline - monomeri proteina

Za sintezu proteinskog lanca prisutnost u citoplazmi strukturnih komponenata peptidne molekule - aminokiseline. Te tvari male molekulske mase u svom sastavu imaju amino skupinu NH2 i kiselinski ostatak COOH. Druga komponenta molekule - radikal - je prepoznatljiva osobina svake pojedine aminokiseline. Dakle, koja je uloga citoplazme u biosintezi proteina?

AK se pojavljuju u otopinama u obliku zvijezdećih iona, koje su iste molekule koje odustanu ili uzimaju vodikove protone. Tako je amino skupina aminokiselina pretvorena u NH3 +, a karbonilna skupina prevedena je u COO-.

Ukupno, 200 AK se nalazi u prirodi, od kojih je samo 20 oblikujuće bijelo. Između njih se izdvaja skupina esencijalnih aminokiselina koje nisu sintetizirane u ljudskom tijelu i ulaze u stanicu samo uz hranu koju uzima i ne-esencijalne aminokiseline koje tijelo tvori samostalno.

Sve AK je kodirano kodonom koji odgovara tri nukleotida mRNA, a jedna aminokiselina se često može kodirati samo s nekoliko takvih sekvenci. Metoninski kodon u pro i eukariota je početni, od započinje biosinteza peptidnog lanca. Stop kodoni uključuju UAA, UGA i UAH nukleotidnu sekvencu.

Što su ribosomi?

Kako su odgovorni ribosomi biosinteza proteina u stanici i koja je uloga tih struktura? Prije svega, to su ne membranske formacije, koje se sastoje od dvije podjedinice: velike i male. Funkcija tih podjedinica je zadržavanje mRNA molekule između njih.

U ribosomima postoje mjesta na kojima pada mnoštvo kodona mRNA. Ukupno, između malih i velikih podjedinica, dva takva trojka mogu stati.

Nekoliko ribosoma mogu se objediniti u jednu veliku policu osiguranja, pri čemu peptidni lanac sinteza stopa se povećava, a izlaz može se dobiti nekoliko primjeraka proteina. To je uloga citoplazme u biosintezi proteina.

Vrste RNA

Ribonukleinske kiseline igraju važnu ulogu u svim fazama transkripcije. Postoje tri velike skupine RNA: transport, ribosom i informacije.

mRNA sudjeluje u prijenosu informacija o sastavu peptidnog lanca. tRNA su međuprodukti u prijenosu aminokiselina na ribosome, što se postiže formiranjem aminoacil-tRNA kompleksa. Dodatak aminokiseline javlja se samo kada je antikodon komplementaran transportnoj RNA s kodonom na informacijskoj RNA.

rRNA sudjeluje u formiranju ribosoma. Njihove sekvence jedan su od razloga zašto se mRNA zadržava između malih i velikih podjedinica. Formirane su ribosomske RNA u nukleolusu.

Važnost proteina

Biosinteza proteina i njegovo značenje za ogromne stanice: najviše enzimi su peptidi organizam, proteini događa preko transporta tvari kroz stanične membrane.

Proteini izvode strukturnu funkciju kada su dio mišića, živaca i drugih tkiva. Uloga signala je prenošenje informacija o procesima koji se javljaju, na primjer, kada svjetlost pada na mrežnicu oka. Zaštitni proteini - imunoglobulini - temelj su ljudskog imunološkog sustava.