Protein sintezi çox vacib bir prosesdir. Bədənimizin böyüməsinə və inkişafına kömək edən odur. Bir çox hüceyrə quruluşunu əhatə edir. Axı, əvvəlcə dəqiq nəyi sintez edəcəyimizi başa düşməlisiniz.
Hal-hazırda hansı zülalın qurulması lazımdır - bunun üçün fermentlər cavabdehdir. Onlar hüceyrədən müəyyən bir zülala ehtiyac haqqında siqnallar alırlar, bundan sonra onun sintezi başlayır.
Zülal sintezinin baş verdiyi yer
Hər hansı bir hüceyrədə zülal biosintezinin əsas yeri ribosomdur. Bu mürəkkəb asimmetrik quruluşa malik böyük bir makromolekuldur. RNT (ribonuklein turşuları) və zülallardan ibarətdir. Ribosomlar tək yerləşə bilər. Lakin çox vaxt onlar zülalların sonrakı çeşidlənməsini və daşınmasını asanlaşdıran EPS ilə birləşdirilir.
Ribosomlar endoplazmatik retikulumda oturursa, buna kobud ER deyilir. Tərcümə intensiv olduqda, bir neçə ribosom eyni anda bir şablon boyunca hərəkət edə bilər. Onlar bir-birini izləyir və digər orqanoidlərə heç bir müdaxilə etmirlər.
Sintez üçün nə lazımdırdələ
Prosesin davam etməsi üçün zülal sintez sisteminin bütün əsas komponentlərinin yerində olması lazımdır:
- Zəncirvari amin turşusu qalıqlarının sırasını təyin edən proqram, yəni mRNT bu məlumatı DNT-dən ribosomlara ötürəcək.
- Yeni molekulun yaradılacağı amin turşusu materialı.
- tRNA, genetik kodun deşifrə edilməsində iştirak edəcək.
- Aminoasil-tRNA sintetaza.
- Ribosom protein biosintezinin əsas yeridir.
- Enerji.
- Maqnezium ionları.
- Protein faktorları (hər mərhələnin özünəməxsusluğu var).
Hər bir amin turşusunu ribosoma çatdıracaq
İndi onların hər birinə daha ətraflı baxaq və zülalların necə yaradıldığını öyrənək. Biosintez mexanizmi çox maraqlıdır, bütün komponentlər qeyri-adi koordinasiyalı şəkildə fəaliyyət göstərir.
Sintez proqramı, matris axtarışı
Vücudumuzun hansı zülalları yarada biləcəyi ilə bağlı bütün məlumatlar DNT-də var. Dezoksiribonuklein turşusu genetik məlumatı saxlamaq üçün istifadə olunur. O, xromosomlarda etibarlı şəkildə yığılır və hüceyrədə nüvədə yerləşir (əgər biz eukariotlardan danışırıqsa) və ya sitoplazmada (prokariotlarda) üzür.
DNT araşdırması və onun genetik rolunun tanınmasından sonra onun tərcümə üçün birbaşa şablon olmadığı aydın oldu. Müşahidələr RNT-nin zülal sintezi ilə əlaqəli olduğuna dair təkliflərə səbəb oldu. Alimlər qərara gəldilər ki, o, vasitəçi olmalı, məlumatı DNT-dən ribosomlara ötürməli, matris kimi xidmət etməlidir.
Eyni zamanda var idiribosomlar açıqdır, onların RNT-si hüceyrə ribonuklein turşusunun böyük əksəriyyətini təşkil edir. Zülal sintezi üçün bir matris olub olmadığını yoxlamaq üçün 1956-1957-ci illərdə A. N. Belozersky və A. S. Spirin. çoxlu sayda mikroorqanizmlərdə nuklein turşularının tərkibinin müqayisəli təhlilini aparmışdır.
Fərz edilirdi ki, əgər “DNT-rRNT-protein” sxeminin ideyası düzgündürsə, o zaman ümumi RNT-nin tərkibi də DNT kimi dəyişəcək. Lakin, müxtəlif növlərdə dezoksiribonuklein turşusunda böyük fərqlərə baxmayaraq, ümumi ribonuklein turşusunun tərkibi nəzərdən keçirilən bütün bakteriyalarda oxşar idi. Bundan alimlər belə nəticəyə gəliblər ki, əsas hüceyrə RNT (yəni ribosom) genetik məlumatın daşıyıcısı ilə zülal arasında birbaşa vasitəçi deyil.
mRNT-nin kəşfi
Daha sonra məlum oldu ki, RNT-nin kiçik bir hissəsi DNT-nin tərkibini təkrarlayır və vasitəçi kimi xidmət edə bilər. 1956-cı ildə E. Volkin və F. Astraçan T2 bakteriofaqı ilə yoluxmuş bakteriyalarda RNT sintezi prosesini tədqiq etmişlər. Hüceyrəyə daxil olduqdan sonra faj zülallarının sintezinə keçir. Eyni zamanda, RNT-nin əsas hissəsi dəyişməyib. Lakin hüceyrədə metabolik cəhətdən qeyri-sabit RNT-nin kiçik bir hissəsinin sintezi başladı, nukleotid ardıcıllığı fag DNT-nin tərkibinə bənzəyirdi.
1961-ci ildə ribonuklein turşusunun bu kiçik hissəsi RNT-nin ümumi kütləsindən təcrid olundu. Onun vasitəçilik funksiyasının sübutu təcrübələrdən əldə edilmişdir. Hüceyrələrin T4 fag ilə yoluxmasından sonra yeni mRNT əmələ gəldi. Köhnə ustalarla əlaqə saxladıfag zülallarını sintez etməyə başlayan ribosomlar (infeksiyadan sonra yeni ribosomlar tapılmır). Bu "DNT-yə bənzəyən RNT"-nin faqın DNT zəncirlərindən birinə tamamlayıcı olduğu aşkar edildi.
1961-ci ildə F. Jacob və J. Monod bu RNT-nin genlərdən ribosomlara məlumat daşıdığını və zülal sintezi zamanı amin turşularının ardıcıl düzülməsi üçün bir matris olduğunu irəli sürdülər.
Protein sintezi yerinə məlumatın ötürülməsi mRNT tərəfindən həyata keçirilir. DNT-dən məlumat oxumaq və messencer RNT yaratmaq prosesinə transkripsiya deyilir. Bundan sonra RNT bir sıra əlavə dəyişikliklərə məruz qalır, buna "emal" deyilir. Onun gedişində ribonuklein turşusunun matrisindən müəyyən hissələr kəsilə bilər. Sonra mRNT ribosomlara keçir.
Zülallar üçün tikinti materialı: amin turşuları
Cəmi 20 amin turşusu var, onlardan bəziləri əvəzolunmazdır, yəni orqanizm onları sintez edə bilmir. Hüceyrədə bəzi turşu kifayət deyilsə, bu, tərcümənin yavaşlamasına və ya hətta prosesin tamamilə dayandırılmasına səbəb ola bilər. Hər bir amin turşusunun kifayət qədər miqdarda olması protein biosintezinin düzgün davam etməsi üçün əsas tələbdir.
Alimlər amin turşuları haqqında ümumi məlumatı hələ 19-cu əsrdə əldə etmişlər. Sonra, 1820-ci ildə ilk iki amin turşusu, qlisin və leysin təcrid olundu.
Bu monomerlərin zülaldakı ardıcıllığı (ibtidai struktur deyilən) onun növbəti təşkili səviyyələrini və deməli, fiziki və kimyəvi xassələrini tamamilə müəyyən edir.
Amin turşularının nəqli: tRNT və aa-tRNA sintetaza
Amma amin turşuları özlərini zülal zəncirinə çevirə bilməzlər. Onların zülal biosintezinin əsas sahəsinə çatması üçün transfer RNT lazımdır.
Hər bir aa-tRNA sintetaza yalnız öz amin turşusunu və yalnız bağlanmalı olduğu tRNT-ni tanıyır. Məlum olub ki, bu fermentlər ailəsinə 20 növ sintetaza daxildir. Yalnız amin turşularının tRNT-yə, daha dəqiq desək, hidroksil qəbuledicisi "quyruğuna" bağlandığını söyləmək qalır. Hər bir turşunun öz transfer RNT-si olmalıdır. Bu aminoasil-tRNA sintetaza tərəfindən nəzarət edilir. O, yalnız amin turşularını düzgün daşınma ilə uyğunlaşdırmır, həm də efir birləşmə reaksiyasını tənzimləyir.
Uğurlu bağlanma reaksiyasından sonra tRNT protein sintezi yerinə gedir. Bununla hazırlıq prosesləri başa çatır və yayım başlayır. Zülal biosintezindəki əsas addımları nəzərdən keçirin :
- təşəbbüs;
- uzatma;
- xitam.
Sintez addımları: başlanğıc
Zülal biosintezi və onun tənzimlənməsi necə baş verir? Alimlər uzun müddətdir ki, bunu anlamağa çalışırlar. Çoxsaylı fərziyyələr irəli sürüldü, lakin avadanlıq nə qədər müasir olsa, biz yayım prinsiplərini bir o qədər yaxşı anlamağa başladıq.
Zülal biosintezinin əsas yeri olan ribosom, polipeptid zəncirini kodlayan hissəsinin başladığı andan mRNT-ni oxumağa başlayır. Bu nöqtə müəyyən bir yerdə yerləşirmessenger RNT-nin başlanğıcından uzaqdır. Ribosom mRNT-də oxumanın başladığı nöqtəni tanımalı və ona qoşulmalıdır.
Başlama - yayımın başlamasını təmin edən tədbirlər toplusu. Buraya zülallar (başlanğıc faktorları), inisiator tRNT və xüsusi başlatıcı kodon daxildir. Bu mərhələdə ribosomun kiçik alt bölməsi başlanğıc zülallarına bağlanır. Onun böyük alt bölmə ilə əlaqə saxlamasına mane olurlar. Lakin onlar sizə təşəbbüskar tRNA və GTP ilə əlaqə yaratmağa imkan verir.
Sonra bu kompleks mRNT-də, məhz başlanğıc faktorlarından biri ilə tanınan yerdə "oturur". Heç bir səhv ola bilməz və ribosom kodonlarını oxuyaraq xəbərçi RNT vasitəsilə səyahətinə başlayır.
Kompleks başlanğıc kodona (AUG) çatan kimi alt bölmə hərəkətini dayandırır və digər zülal amillərinin köməyi ilə ribosomun böyük alt bölməsinə bağlanır.
Sintez addımları: uzanma
mRNT-nin oxunması bir polipeptid tərəfindən zülal zəncirinin ardıcıl sintezini əhatə edir. O, tikilməkdə olan molekula bir-birinin ardınca amin turşusu qalıqlarını əlavə etməklə davam edir.
Hər yeni amin turşusu qalığı peptidin karboksil ucuna əlavə edilir, C-terminusu böyüyür.
Sintez addımları: sonlandırma
Ribosom messenger RNT-nin son kodonuna çatdıqda polipeptid zəncirinin sintezi dayanır. Onun varlığında orqanoid heç bir tRNT-ni qəbul edə bilməz. Əvəzində xitam faktorları işə düşür. Onlar dayandırılmış ribosomdan hazır zülal buraxırlar.
SonraTərcümə dayandırıldıqdan sonra ribosom ya mRNT-ni tərk edə, ya da tərcümə etmədən onun boyunca sürüşməyə davam edə bilər.
Ribosomun yeni başlanğıc kodonu ilə görüşü (hərəkətin davamı zamanı eyni zəncirdə və ya yeni mRNT-də) yeni inisiasiyaya səbəb olacaq.
Hazırlanmış molekul protein biosintezinin əsas yerini tərk etdikdən sonra etiketlənir və təyinat yerinə göndərilir. Onun hansı funksiyaları yerinə yetirəcəyi strukturundan asılıdır.
Prosesə nəzarət
Ehtiyaclarından asılı olaraq hüceyrə yayımı müstəqil idarə edəcək. Zülal biosintezinin tənzimlənməsi çox vacib bir funksiyadır. Bunu bir çox yolla etmək olar.
Hüceyrənin bir növ birləşməyə ehtiyacı yoxdursa, o, RNT biosintezini dayandıracaq - zülal biosintezi də baş verməyi dayandıracaq. Axı, matris olmadan bütün proses başlamaz. Və köhnə mRNT-lər tez çürüyür.
Zülal biosintezinin başqa bir tənzimlənməsi var: hüceyrə başlanğıc mərhələsinə müdaxilə edən fermentlər yaradır. Oxu matrisi mövcud olsa belə, tərcüməyə müdaxilə edirlər.
İkinci üsul zülal sintezinin hazırda söndürülməsi lazım olduqda lazımdır. Birinci üsul mRNT sintezi dayandırıldıqdan sonra bir müddət ləng tərcümənin davam etdirilməsini nəzərdə tutur.
Hüceyrə hər şeyin tarazlıqda və hər bir molekulun dəqiq işinin saxlanıldığı çox mürəkkəb bir sistemdir. Hüceyrədə baş verən hər bir prosesin prinsiplərini bilmək vacibdir. Beləliklə, toxumalarda və bütövlükdə bədəndə nə baş verdiyini daha yaxşı anlaya bilərik.
