مراحل رونویسی. رونویسی در زیست شناسی چیست؟ این مرحله سنتز پروتئین است فرآیند رونویسی به چه معناست؟

زندگی به شکل کربن به دلیل وجود مولکول های پروتئینی وجود دارد. و بیوسنتز پروتئین در سلول تنها امکان بیان ژن است. اما برای اجرای این فرآیند، لازم است تعدادی از فرآیندهای مرتبط با "باز کردن" اطلاعات ژنتیکی، جستجوی ژن مورد نظر، خواندن آن و بازتولید آن آغاز شود. اصطلاح "رونویسی" در زیست شناسی به طور خاص به فرآیند انتقال اطلاعات از یک ژن به RNA پیام رسان اشاره دارد. این شروع بیوسنتز است، یعنی اجرای مستقیم اطلاعات ژنتیکی.

ذخیره سازی اطلاعات ژنتیکی

در سلول های موجودات زنده، اطلاعات ژنتیکی در هسته، میتوکندری، کلروپلاست و پلاسمیدها قرار دارد. میتوکندری ها و کلروپلاست ها حاوی مقدار کمی DNA حیوانی و گیاهی هستند، در حالی که پلاسمیدهای باکتریایی محل ذخیره ژن های مسئول سازگاری سریع با شرایط محیطی هستند.

در اجسام ویروسی، اطلاعات ارثی نیز به شکل پلیمرهای RNA یا DNA ذخیره می شود. اما روند اجرای آن نیز با نیاز به رونویسی همراه است. در زیست شناسی، این فرآیند از اهمیت استثنایی برخوردار است، زیرا این است که منجر به اجرای اطلاعات ارثی می شود و باعث بیوسنتز پروتئین می شود.

در سلول های حیوانی، اطلاعات ارثی توسط پلیمری از DNA نشان داده می شود که به طور فشرده در داخل هسته بسته بندی شده است. بنابراین، قبل از سنتز پروتئین یا خواندن هر ژن، مراحل خاصی باید طی شود: باز کردن کروماتین متراکم و "آزادسازی" ژن مورد نظر، شناسایی آن توسط مولکول های آنزیم، رونویسی.

در زیست شناسی و شیمی بیولوژیکی، این مراحل قبلاً مورد مطالعه قرار گرفته است. آنها منجر به سنتز پروتئینی می شوند که ساختار اولیه آن در یک ژن رمزگذاری شده است.

الگوی رونویسی در سلول های یوکاریوتی

اگرچه رونویسی در زیست شناسی به اندازه کافی مورد مطالعه قرار نگرفته است، توالی آن به طور سنتی در قالب یک نمودار ارائه می شود. این شامل شروع، ازدیاد طول و خاتمه است. این بدان معنی است که کل فرآیند به سه پدیده جزء تقسیم می شود.

آغاز مجموعه ای از فرآیندهای بیولوژیکی و بیوشیمیایی است که منجر به آغاز رونویسی می شود. ماهیت ازدیاد طول، رشد مداوم زنجیره مولکولی است. خاتمه مجموعه ای از فرآیندهایی است که منجر به توقف سنتز RNA می شود. به هر حال، در زمینه بیوسنتز پروتئین، فرآیند رونویسی در زیست شناسی معمولاً با سنتز RNA پیام رسان شناسایی می شود. بر اساس آن، بعداً یک زنجیره پلی پپتیدی سنتز خواهد شد.

شروع

شروع کمترین مکانیسم رونویسی در زیست شناسی است. از نقطه نظر بیوشیمیایی چیست ناشناخته است. به این معنا که آنزیم‌های خاصی که باعث ایجاد رونویسی می‌شوند اصلاً شناسایی نمی‌شوند. همچنین سیگنال های درون سلولی و روش های انتقال آنها ناشناخته هستند که نشان دهنده نیاز به سنتز یک پروتئین جدید است. این یک وظیفه اساسی برای سیتولوژی و بیوشیمی است.

ازدیاد طول

به دلیل عدم امکان انجام مطالعات آزمایشگاهی طراحی شده برای تأیید وجود آنزیم های خاص و عوامل محرک، هنوز نمی توان روند شروع و طولانی شدن را در زمان تفکیک کرد. بنابراین، این مرز بسیار مشروط است. ماهیت فرآیند ازدیاد طول به طولانی شدن زنجیره در حال رشد برمی‌گردد که بر اساس بخش الگوی DNA سنتز می‌شود.

اعتقاد بر این است که ازدیاد طول پس از اولین جابجایی RNA پلیمراز و شروع اتصال اولین کادون به محل شروع RNA آغاز می شود. در طول ازدیاد طول، کادون ها در جهت رشته 3"-5" بر روی یک بخش DNA که به دو رشته تقسیم شده است خوانده می شوند. در همان زمان، زنجیره RNA در حال رشد با نوکلئوتیدهای جدید مکمل منطقه DNA الگو اضافه می شود. در این مورد، DNA به عرض 12 نوکلئوتید، یعنی 4 کادون "بسط می یابد".

آنزیم RNA پلیمراز در امتداد زنجیره در حال رشد حرکت می کند و "پشت" آن DNA به طور معکوس به یک ساختار دو رشته ای با بازیابی پیوندهای هیدروژنی بین نوکلئوتیدها "پیوند متقاطع" تبدیل می شود. این تا حدی به این سوال پاسخ می دهد که چه فرآیندی در زیست شناسی رونویسی نامیده می شود. این ازدیاد طول مرحله اصلی رونویسی است، زیرا در طول دوره آن به اصطلاح واسطه بین سنتز ژن و پروتئین جمع می شود.

خاتمه دادن

روند پایان رونویسی در سلول های یوکاریوتی به خوبی درک نشده است. تاکنون، دانشمندان ماهیت آن را به توقف خواندن DNA در انتهای 5 اینچی و اتصال گروهی از بازهای آدنین به انتهای 3 اینچی RNA تقلیل داده‌اند. فرآیند دوم اجازه می دهد تا ساختار شیمیایی RNA حاصل تثبیت شود. دو نوع ختم در سلول های باکتریایی وجود دارد. این یک فرآیند وابسته به Rho و مستقل از Rho است.

اولین مورد در حضور پروتئین Rho رخ می دهد و به یک شکست ساده پیوندهای هیدروژنی بین ناحیه الگوی DNA و RNA سنتز شده کاهش می یابد. دومی، مستقل از Rho، پس از ظاهر شدن حلقه ساقه رخ می دهد، اگر مجموعه ای از پایه های اوراسیل در پشت آن وجود داشته باشد. این ترکیب باعث جدا شدن RNA از الگوی DNA می شود. بدیهی است که پایان رونویسی یک فرآیند آنزیمی است، اما هنوز بیوکاتالیست های خاصی برای آن یافت نشده است.

رونویسی ویروسی

اجسام ویروسی سیستم بیوسنتز پروتئین خود را ندارند و بنابراین نمی توانند بدون بهره برداری از سلول ها تولید مثل کنند. اما ویروس ها مواد ژنتیکی خاص خود را دارند که باید شناسایی شوند و همچنین در ژن های سلول های آلوده ادغام شوند. برای انجام این کار، آنها تعدادی آنزیم دارند (یا از سیستم های آنزیمی سلولی بهره برداری می کنند) که اسید نوکلئیک آنها را رونویسی می کنند. یعنی این آنزیم بر اساس اطلاعات ژنتیکی ویروس، آنالوگ RNA پیام رسان را سنتز می کند. اما این اصلا RNA نیست، بلکه یک پلیمر DNA است که مکمل مثلاً ژن های انسانی است.

این به طور کامل اصول سنتی رونویسی در زیست شناسی را نقض می کند، همانطور که در مثال ویروس HIV مشاهده می شود. آنزیم آنزیمی معکوس آن قادر به سنتز DNA مکمل اسید نوکلئیک انسانی از RNA ویروسی است. فرآیند سنتز DNA مکمل از RNA رونویسی معکوس نامیده می شود. این تعریف در زیست شناسی فرآیند مسئول ادغام اطلاعات ارثی ویروس در ژنوم انسان است.

ما هنگام مطالعه یک زبان خارجی با مفهوم رونویسی مواجه می شویم. به ما کمک می کند تا کلمات ناشناخته را به درستی بازنویسی و تلفظ کنیم. منظور از این اصطلاح در علوم طبیعی چیست؟ رونویسی در زیست شناسی یک فرآیند کلیدی در سیستم واکنش های بیوسنتز پروتئین است. این است که به سلول اجازه می دهد تا پپتیدهایی را برای خود فراهم کند که عملکردهای ساختمانی، محافظتی، سیگنال دهی، انتقال و سایر عملکردها را در آن انجام می دهند. فقط بازنویسی اطلاعات از مکان DNA بر روی یک مولکول اسید ریبونوکلئیک اطلاعاتی، دستگاه سنتز پروتئین سلول را تحریک می کند، که واکنش های ترجمه بیوشیمیایی را فراهم می کند.

در این مقاله به مراحل رونویسی و سنتز پروتئین که در موجودات مختلف رخ می دهد نگاه می کنیم و همچنین اهمیت این فرآیندها را در زیست شناسی مولکولی مشخص می کنیم. علاوه بر این، ما تعریفی از آنچه رونویسی است ارائه خواهیم کرد. در زیست شناسی، دانش در مورد فرآیندهای مورد علاقه ما را می توان از بخش هایی مانند سیتولوژی، زیست شناسی مولکولی و بیوشیمی به دست آورد.

ویژگی های واکنش های سنتز ماتریس

برای کسانی که با انواع اولیه واکنش های شیمیایی مورد مطالعه در درس شیمی عمومی آشنا هستند، فرآیندهای سنتز ماتریس کاملاً جدید خواهد بود. دلیل در اینجا به شرح زیر است: چنین واکنش هایی که در موجودات زنده رخ می دهد، کپی کردن مولکول های مادر را با استفاده از یک کد خاص تضمین می کند. بلافاصله کشف نشد؛ بهتر است بگوییم که ایده وجود دو زبان مختلف برای ذخیره اطلاعات ارثی طی دو قرن راه خود را باز کرد: از اواخر قرن نوزدهم تا اواسط قرن بیستم. برای اینکه بهتر تصور کنیم رونویسی و ترجمه در زیست شناسی چیست و چرا به واکنش های سنتز ماتریس اشاره می کنند، اجازه دهید برای یک قیاس به واژگان فنی بپردازیم.

همه چیز مثل چاپخانه است

تصور کنید که ما باید مثلاً صد هزار نسخه از یک روزنامه مردمی را چاپ کنیم. تمام موادی که وارد آن می شود روی حامل مادر جمع آوری می شود. این الگوی اول ماتریس نامیده می شود. سپس روی ماشین های چاپ تکثیر می شود - کپی تهیه می شود. فرآیندهای مشابهی در یک سلول زنده اتفاق می افتد، تنها مولکول های DNA و mRNA به طور متناوب به عنوان الگو عمل می کنند، و مولکول های RNA و پروتئین پیام رسان به عنوان کپی عمل می کنند. بیایید با جزئیات بیشتری به آنها نگاه کنیم و دریابیم که رونویسی در زیست شناسی واکنش سنتز ماتریکسی است که در هسته سلول رخ می دهد.

رمز ژنتیکی کلید راز بیوسنتز پروتئین است

در زیست شناسی مولکولی مدرن، هیچ کس دیگر درباره اینکه کدام ماده حامل خواص ارثی است بحث نمی کند و داده های مربوط به تمام پروتئین های بدن را بدون استثنا ذخیره می کند. البته دئوکسی ریبونوکلئیک اسید است. با این حال، از نوکلئوتیدها ساخته شده است و پروتئین هایی که اطلاعات مربوط به ترکیب آنها در آن ذخیره شده است، توسط مولکول های اسید آمینه نشان داده می شود که هیچ قرابت شیمیایی با مونومرهای DNA ندارند. به عبارت دیگر، ما با دو زبان مختلف روبرو هستیم. در یکی از آنها کلمات نوکلئوتید و در دیگری اسیدهای آمینه هستند. چه چیزی به عنوان مترجمی که اطلاعات به دست آمده در نتیجه رونویسی را مجدداً رمزگذاری می کند، عمل می کند؟ زیست شناسی مولکولی معتقد است که این نقش توسط کد ژنتیکی ایفا می شود.

ویژگی های منحصر به فرد کد سلولی

این همان کدی است که جدول آن در زیر ارائه شده است. سیتولوژیست ها، ژنتیک ها و بیوشیمی دانان روی ایجاد آن کار کردند. علاوه بر این، دانش رمزنگاری در توسعه کد استفاده شد. با در نظر گرفتن قوانین آن، می توان ساختار اولیه پروتئین سنتز شده را ایجاد کرد، زیرا ترجمه در زیست شناسی فرآیند ترجمه اطلاعات در مورد ساختار یک پپتید از زبان نوکلئوتیدهای RNA به زبان اسیدهای آمینه یک پروتئین است. مولکول

ایده کدگذاری در موجودات زنده برای اولین بار توسط G. A. Gamov بیان شد. پیشرفت های علمی بیشتر منجر به تدوین قوانین اساسی آن شد. ابتدا مشخص شد که ساختار 20 اسید آمینه در 61 سه قلو RNA پیام رسان رمزگذاری شده است که منجر به مفهوم انحطاط کد شد. در مرحله بعد، ترکیب کدون‌های غیرنیستی را تعیین کردیم که به عنوان شروع و توقف فرآیند بیوسنتز پروتئین عمل می‌کنند. سپس مقرراتی در مورد خطی بودن و جهانی بودن آن ظاهر شد و نظریه هماهنگ کد ژنتیکی را تکمیل کرد.

رونویسی و ترجمه کجا اتفاق می افتد؟

در زیست شناسی، چندین بخش آن که ساختار و فرآیندهای بیوشیمیایی در سلول را مطالعه می کند (سیتولوژی و زیست شناسی مولکولی) محل واکنش های سنتز ماتریکس را تعیین می کند. بنابراین، رونویسی در هسته با مشارکت آنزیم RNA پلیمراز رخ می دهد. در کاریوپلاسم خود، یک مولکول mRNA از نوکلئوتیدهای آزاد بر اساس اصل مکمل بودن سنتز می شود و اطلاعات مربوط به ساختار پپتید را از یک ژن ساختاری کپی می کند.

سپس از طریق منافذ موجود در پوشش هسته از هسته سلول خارج شده و به سیتوپلاسم سلول ختم می شود. در اینجا، mRNA باید با چندین ریبوزوم ترکیب شود تا پلی زومی تشکیل دهد، ساختاری که آماده دیدار با مولکول‌های اسیدهای ریبونوکلئیک است. وظیفه آنها رساندن اسیدهای آمینه به محل واکنش دیگر سنتز ماتریس - ترجمه است. اجازه دهید مکانیسم های هر دو واکنش را با جزئیات در نظر بگیریم.

ویژگی های تشکیل مولکول های mRNA

رونویسی در زیست شناسی بازنویسی اطلاعات مربوط به ساختار یک پپتید از ژن ساختاری DNA بر روی یک مولکول اسید ریبونوکلئیک است که اطلاعاتی نامیده می شود. همانطور که قبلاً گفتیم، در هسته سلول رخ می دهد. ابتدا، آنزیم محدودکننده DNA، پیوندهای هیدروژنی را که زنجیره های اسید دئوکسی ریبونوکلئیک را به هم متصل می کند، می شکند و مارپیچ آن باز می شود. آنزیم RNA پلیمراز به سایت های پلی نوکلئوتیدی آزاد می چسبد. این مونتاژ یک کپی - یک مولکول mRNA را فعال می کند، که علاوه بر بخش های اطلاعاتی - اگزون ها - همچنین حاوی توالی های نوکلئوتیدی خالی - اینترون ها است. آنها بالاست هستند و نیاز به حذف دارند. این فرآیند در زیست شناسی مولکولی پردازش یا بلوغ نامیده می شود. این رونویسی را به پایان می رساند. زیست شناسی به اختصار این را به شرح زیر توضیح می دهد: تنها با از دست دادن مونومرهای غیر ضروری، نوکلئیک اسید قادر خواهد بود از هسته خارج شده و برای مراحل بعدی بیوسنتز پروتئین آماده شود.

رونویسی معکوس در ویروس ها

اشکال حیات غیر سلولی نه تنها در ساختار بیرونی و درونی، بلکه در واکنش‌های سنتز ماتریکس نیز با سلول‌های پروکاریوتی و یوکاریوتی تفاوت چشمگیری دارند. در دهه هفتاد قرن گذشته، علم وجود رتروویروس ها را ثابت کرد - ارگانیسم هایی که ژنوم آنها از دو زنجیره RNA تشکیل شده است. چنین ذرات ویروسی تحت تأثیر آنزیم - ریورستاز - مولکول‌های DNA را از بخش‌هایی از اسید ریبونوکلئیک کپی می‌کنند و سپس به کاریوتیپ سلول میزبان وارد می‌شوند. همانطور که می بینیم، کپی کردن اطلاعات ارثی در این مورد در جهت مخالف است: از RNA به DNA. این شکل از کدگذاری و خواندن، برای مثال، مشخصه عوامل بیماری زا است که باعث انواع سرطان می شوند.

ریبوزوم ها و نقش آنها در متابولیسم سلولی

واکنش های متابولیک پلاستیک که شامل بیوسنتز پپتیدها می شود، در سیتوپلاسم سلول رخ می دهد. برای به دست آوردن یک مولکول پروتئین کامل، کپی کردن توالی نوکلئوتیدی از یک ژن ساختاری و انتقال آن به سیتوپلاسم کافی نیست. همچنین به ساختارهایی نیاز است که اطلاعات را بخواند و از اتصال اسیدهای آمینه به یک زنجیره واحد از طریق پیوندهای پپتیدی اطمینان حاصل کند. اینها ریبوزوم هایی هستند که ساختار و عملکرد آنها در زیست شناسی مولکولی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. ما قبلاً متوجه شده ایم که رونویسی در کجا اتفاق می افتد - این کاریوپلاسم هسته است. محل فرآیندهای ترجمه سیتوپلاسم سلولی است. در آن است که کانال های شبکه آندوپلاسمی قرار دارند که اندامک های سنتز کننده پروتئین - ریبوزوم ها - به صورت گروهی روی آن قرار دارند. با این حال، حضور آنها هنوز شروع واکنش های پلاستیکی را تضمین نمی کند. ما به ساختارهایی نیاز داریم که مولکول های مونومر پروتئین - اسیدهای آمینه - را به پلی زومی برسانند. آنها اسیدهای ریبونوکلئیک انتقالی نامیده می شوند. چه کسانی هستند و چه نقشی در صدا و سیما دارند؟

انتقال دهنده های اسید آمینه

مولکول های کوچک RNA انتقالی در پیکربندی فضایی خود دارای ناحیه ای متشکل از دنباله ای از نوکلئوتیدها - یک آنتی کدون هستند. برای انجام فرآیندهای ترجمه، لازم است یک مجموعه ابتکاری ایجاد شود. باید شامل سه گانه ماتریکس، ریبوزوم ها و ناحیه مکمل مولکول انتقال باشد. به محض اینکه چنین مجموعه ای سازماندهی شد، این سیگنالی برای شروع مونتاژ پلیمر پروتئین است. هر دو ترجمه و رونویسی در زیست شناسی فرآیندهای جذب هستند که همیشه شامل جذب انرژی می شوند. برای انجام آنها، سلول از قبل آماده می شود و تعداد زیادی مولکول اسید آدنوزین تری فسفریک را جمع می کند.

سنتز این ماده انرژی در میتوکندری - مهمترین اندامک های تمام سلول های یوکاریوتی بدون استثنا - اتفاق می افتد. قبل از شروع واکنش های سنتز ماتریکس، جایی را در مرحله پیش سنتز چرخه زندگی سلولی و واکنش های پس از تکثیر اشغال می کند. تجزیه مولکول های ATP با فرآیندهای رونویسی و واکنش های ترجمه همراه است؛ انرژی آزاد شده در طی این فرآیند توسط سلول در تمام مراحل بیوسنتز مواد آلی استفاده می شود.

مراحل پخش

در آغاز واکنش هایی که منجر به تشکیل یک پلی پپتید می شود، 20 نوع مونومر پروتئین به مولکول های خاصی از اسیدهای انتقال متصل می شوند. به موازات آن، تشکیل پلی زومی در سلول اتفاق می افتد: ریبوزوم ها به ماتریکس در محل کدون شروع متصل می شوند. شروع بیوسنتز آغاز می شود و ریبوزوم ها در امتداد سه قلوهای mRNA حرکت می کنند. مولکول هایی که اسیدهای آمینه را انتقال می دهند برای آنها مناسب است. اگر کدون موجود در پلی زوم مکمل آنتی کدون اسیدهای انتقال باشد، اسید آمینه در ریبوزوم باقی می ماند و پیوند پلی پپتیدی حاصل آن را با آمینو اسیدهای موجود در آنجا متصل می کند. به محض اینکه اندامک سنتز کننده پروتئین به سه گانه توقف (معمولا UAG، UAA یا UGA) رسید، ترجمه متوقف می شود. در نتیجه ریبوزوم همراه با ذره پروتئین از mRNA جدا می شود.

چگونه یک پپتید شکل اصلی خود را به دست می آورد؟

آخرین مرحله ترجمه، فرآیند انتقال ساختار اولیه پروتئین به شکل سوم است که به شکل کروی است. آنزیم ها باقی مانده های اسید آمینه غیر ضروری را حذف می کنند، مونوساکاریدها یا لیپیدها را اضافه می کنند و همچنین گروه های کربوکسیل و فسفات را نیز سنتز می کنند. همه اینها در حفره های شبکه آندوپلاسمی اتفاق می افتد، جایی که پپتید پس از اتمام بیوسنتز وارد می شود. سپس، مولکول پروتئین بومی وارد کانال ها می شود. آنها به سیتوپلاسم نفوذ می کنند و کمک می کنند تا اطمینان حاصل شود که پپتید وارد ناحیه خاصی از سیتوپلاسم می شود و سپس برای نیازهای سلول استفاده می شود.

در این مقاله متوجه شدیم که ترجمه و رونویسی در زیست‌شناسی، واکنش‌های اصلی سنتز ماتریکس هستند که زمینه ساز حفظ و انتقال تمایلات ارثی موجودات هستند.

ابتدا، توالی مراحل بیوسنتز پروتئین را تعیین کنید و با رونویسی شروع کنید. کل توالی فرآیندهایی که در طول سنتز مولکول های پروتئین رخ می دهند را می توان در 2 مرحله ترکیب کرد:

1. رونویسی.

2. پخش.

واحدهای ساختاری اطلاعات ارثی ژن ها هستند - بخش هایی از مولکول DNA که سنتز یک پروتئین خاص را رمزگذاری می کنند. از نظر سازمان شیمیایی، ماده وراثت و تنوع در پرو و ​​یوکاریوت ها تفاوت اساسی ندارد. ماده ژنتیکی موجود در آنها در مولکول DNA ارائه می شود؛ اصل ثبت اطلاعات ارثی و کد ژنتیکی نیز رایج است. همان اسیدهای آمینه در پرو و ​​یوکاریوت ها توسط کدون های مشابه رمزگذاری می شوند.

ژنوم سلول های پروکاریوتی مدرن با اندازه نسبتا کوچک مشخص می شود؛ DNA E. coli شکل حلقه ای به طول حدود 1 میلی متر دارد. این شامل 4 x 10 6 جفت نوکلئوتیدی است که حدود 4000 ژن را تشکیل می دهد. در سال 1961، F. Jacob و J. Monod سازمان سیسترونیک یا پیوسته ژن های پروکاریوتی را کشف کردند که به طور کامل از توالی های نوکلئوتیدی کد کننده تشکیل شده است و آنها کاملاً در طول سنتز پروتئین تحقق می یابند. ماده ارثی مولکول DNA پروکاریوت ها مستقیماً در سیتوپلاسم سلول قرار دارد که tRNA و آنزیم های لازم برای بیان ژن نیز در آن قرار دارند.بیان عبارت است از فعالیت عملکردی ژن ها یا بیان ژن ها. بنابراین، mRNA سنتز شده از DNA می تواند بلافاصله عملکرد یک الگو را در فرآیند ترجمه سنتز پروتئین انجام دهد.

ژنوم یوکاریوتی حاوی مواد ارثی قابل توجهی است. در انسان طول کل DNA در مجموعه دیپلوئیدی کروموزوم ها حدود 174 سانتی متر است که شامل 3×109 جفت نوکلئوتید است و تا 100000 ژن را شامل می شود. در سال 1977، ناپیوستگی در ساختار اکثر ژن‌های یوکاریوتی کشف شد که ژن موزاییک نامیده می‌شود. با توالی های نوکلئوتیدی کد کننده مشخص می شود خارجیو درونیتوطئه ها فقط از اطلاعات اگزون ها برای سنتز پروتئین استفاده می شود. تعداد اینترون ها در ژن های مختلف متفاوت است. مشخص شده است که ژن اووالبومین مرغ شامل 7 اینترون و ژن پروکلاژن پستانداران شامل 50 اینترون است. عملکرد اینترون های DNA خاموش به طور کامل مشخص نشده است. فرض بر این است که آنها فراهم می کنند: 1) سازمان ساختاری کروماتین. 2) برخی از آنها آشکارا در تنظیم بیان ژن نقش دارند. 3) اینترون ها را می توان ذخیره ای از اطلاعات برای تنوع در نظر گرفت. 4) آنها می توانند نقش محافظتی ایفا کنند و عمل جهش زا را انجام دهند.

رونویسی

فرآیند بازنویسی اطلاعات در هسته سلول از بخشی از یک مولکول DNA به یک مولکول mRNA (mRNA) نامیده می شود. رونویسی(لاتین Transcriptio - بازنویسی). محصول ژن اولیه، mRNA، سنتز می شود. این اولین مرحله از سنتز پروتئین است. در محل مربوط به DNA، آنزیم RNA پلیمراز علامت شروع رونویسی را تشخیص می دهد - مروجنقطه شروع اولین نوکلئوتید DNA است که توسط آنزیم به رونوشت RNA وارد می شود. به عنوان یک قاعده، مناطق کد کننده با کدون AUG شروع می شوند، گاهی اوقات در باکتری ها از GUG استفاده می شود. هنگامی که RNA پلیمراز به پروموتر متصل می شود، باز شدن موضعی مارپیچ دوگانه DNA رخ می دهد و یکی از رشته ها طبق اصل مکمل بودن کپی می شود. mRNA سنتز می شود، سرعت مونتاژ آن به 50 نوکلئوتید در ثانیه می رسد. همانطور که RNA پلیمراز حرکت می کند، زنجیره mRNA رشد می کند و زمانی که آنزیم به انتهای ناحیه کپی می رسد - نابود کننده، mRNA از الگو دور می شود. مارپیچ دوگانه DNA در پشت آنزیم بازسازی می شود.

رونویسی پروکاریوت ها در سیتوپلاسم اتفاق می افتد. با توجه به این واقعیت که DNA به طور کامل از توالی های نوکلئوتیدی کد کننده تشکیل شده است، بنابراین mRNA سنتز شده بلافاصله به عنوان یک الگو برای ترجمه عمل می کند (به بالا مراجعه کنید).

رونویسی mRNA در یوکاریوت ها در هسته اتفاق می افتد. با سنتز مولکول های بزرگ - پیش سازها (pro-mRNA)، به نام RNA نابالغ یا هسته ای شروع می شود. محصول اولیه ژن - pro-mRNA یک کپی دقیق از بخش رونویسی شده DNA است که شامل اگزون ها و اینترون ها می شود. فرآیند تشکیل مولکول های RNA بالغ از پیش سازها نامیده می شود در حال پردازش. بلوغ mRNA توسط پیوند دادن- اینها توسط آنزیم ها بریده می شوند آنزیم محدود کنندهاینترون ها و اتصال نواحی با توالی اگزون رونویسی شده توسط آنزیم های لیگاز. (شکل) mRNA بالغ بسیار کوتاهتر از مولکولهای پیش ساز pro-mRNA است؛ اندازه اینترونها در آنها از 100 تا 1000 نوکلئوتید یا بیشتر متغیر است. اینترون ها حدود 80 درصد از کل mRNA های نابالغ را تشکیل می دهند.

اکنون ثابت شده است که امکان پذیر است پیوند جایگزین،که در آن می توان توالی های نوکلئوتیدی را از یک رونوشت اولیه در قسمت های مختلف آن حذف کرد و چندین mRNA بالغ تشکیل شد. این نوع پیوند در سیستم ژن ایمونوگلوبولین در پستانداران معمول است، که امکان تشکیل انواع مختلف آنتی بادی ها را بر اساس یک رونوشت mRNA فراهم می کند.

پس از تکمیل پردازش، mRNA بالغ قبل از خروج از هسته انتخاب می شود. مشخص شده است که تنها 5 درصد از mRNA بالغ وارد سیتوپلاسم می شود و بقیه در هسته شکاف می شود.

پخش

ترجمه (Latin Translatio - انتقال، انتقال) ترجمه اطلاعات موجود در توالی نوکلئوتیدی یک مولکول mRNA به دنباله اسید آمینه یک زنجیره پلی پپتیدی است (شکل 10). این مرحله دوم سنتز پروتئین است. انتقال mRNA بالغ از طریق منافذ پوشش هسته ای توسط پروتئین های خاصی تولید می شود که با مولکول RNA کمپلکس تشکیل می دهند. این پروتئین ها علاوه بر انتقال mRNA، mRNA را از اثرات مخرب آنزیم های سیتوپلاسمی محافظت می کنند. در فرآیند ترجمه، tRNA نقش اصلی را ایفا می کند؛ آنها تطابق دقیق اسید آمینه با کد سه گانه mRNA را تضمین می کنند. فرآیند ترجمه-رمزگشایی در ریبوزوم ها اتفاق می افتد و در جهت 5 تا 3 انجام می شود. مجموعه mRNA و ریبوزوم ها را پلی زوم می نامند.

در طول ترجمه، سه مرحله قابل تشخیص است: شروع، ازدیاد طول و پایان.

شروع.

در این مرحله، کل مجموعه ای که در سنتز مولکول پروتئین نقش دارد، جمع می شود. دو زیر واحد ریبوزومی در بخش خاصی از mRNA با هم متحد می شوند، اولین aminoacyl-tRNA به آن متصل است و این چارچوب خواندن اطلاعات را تنظیم می کند. در هر مولکول m-RNA ناحیه ای وجود دارد که مکمل r-RNA زیر واحد کوچک ریبوزومی است و به طور خاص توسط آن کنترل می شود. در کنار آن کدون شروع کننده AUG قرار دارد که آمینو اسید متیونین را کد می کند.مرحله شروع با تشکیل یک کمپلکس به پایان می رسد: ریبوزوم، آمینواسیل-tRNA آغازگر -mRNA.

ازدیاد طول

- شامل تمام واکنش ها از لحظه تشکیل اولین پیوند پپتیدی تا افزودن آخرین اسید آمینه می شود. ریبوزوم دارای دو مکان برای اتصال دو مولکول tRNA است. در یک منطقه، پپتیدیل (P)، اولین t-RNA با اسید آمینه متیونین وجود دارد و سنتز هر مولکول پروتئین با آن آغاز می شود. دومین مولکول tRNA وارد بخش دوم ریبوزوم، بخش آمینواسیل (A) می شود و به کدون آن متصل می شود. یک پیوند پپتیدی بین متیونین و اسید آمینه دوم ایجاد می شود. tRNA دوم همراه با کدون mRNA خود به مرکز پپتیدیل حرکت می کند. حرکت t-RNA با یک زنجیره پلی پپتیدی از مرکز آمینواسیل به مرکز پپتیدیل با پیشروی ریبوزوم در امتداد m-RNA توسط یک مرحله مربوط به یک کدون همراه است. T-RNA که متیونین را تحویل می دهد به سیتوپلاسم باز می گردد و مرکز آمنوآسیل آزاد می شود. یک t-RNA جدید با یک اسید آمینه رمزگذاری شده توسط کدون بعدی دریافت می کند. پیوند پپتیدی بین اسیدهای آمینه سوم و دوم تشکیل می شود و t-RNA سوم همراه با کدون m-RNA به مرکز پپتیدیل حرکت می کند.فرایند طویل شدن، طولانی شدن زنجیره پروتئین. این تا زمانی ادامه می یابد که یکی از سه کدون که اسیدهای آمینه را کد نمی کنند وارد ریبوزوم شود. این یک کدون پایان دهنده است و هیچ tRNA متناظری برای آن وجود ندارد، بنابراین هیچ یک از tRNA ها نمی توانند در مرکز آمینواسیل جایی داشته باشند.

خاتمه دادن

- تکمیل سنتز پلی پپتید با شناسایی یک پروتئین ریبوزومی خاص یکی از کدون های پایان (UAA، UAG، UGA) در هنگام ورود به مرکز آمینواسیل همراه است. یک فاکتور پایانی خاص به ریبوزوم متصل است که باعث جدا شدن زیر واحدهای ریبوزومی و آزاد شدن مولکول پروتئین سنتز شده می شود. آب به آخرین اسید آمینه پپتید اضافه می شود و انتهای کربوکسیل آن از tRNA جدا می شود.

مونتاژ زنجیره پپتیدی با سرعت بالا اتفاق می افتد. در باکتری در دمای 37 درجه سانتیگراد، با افزودن 12 تا 17 اسید آمینه در ثانیه به پلی پپتید بیان می شود. در سلول های یوکاریوتی، در هر ثانیه دو اسید آمینه به پلی پپتید اضافه می شود.

سپس زنجیره پلی پپتیدی سنتز شده وارد مجتمع گلژی می شود، جایی که ساخت مولکول پروتئین تکمیل می شود (ساختارهای دوم، سوم و چهارم به صورت متوالی ظاهر می شوند). اینجا جایی است که مولکول های پروتئین با چربی ها و کربوهیدرات ها ترکیب می شوند.

کل فرآیند بیوسنتز پروتئین در قالب یک نمودار ارائه شده است: DNA ® pro mRNA ® mRNA ® زنجیره پلی پپتیدی ® پروتئین ® کمپلکس پروتئین ها و تبدیل آنها به مولکول های فعال عملکردی.

مراحل اجرای اطلاعات ارثی نیز به روش مشابهی پیش می رود: ابتدا به دنباله نوکلئوتیدی mRNA رونویسی می شود و سپس با مشارکت tRNA به دنباله اسید آمینه یک پلی پپتید روی ریبوزوم ها ترجمه می شود.

رونویسی در یوکاریوت ها تحت تأثیر سه RNA پلیمراز هسته ای انجام می شود. RNA پلیمراز 1 در هسته قرار دارد و مسئول رونویسی ژن های rRNA است. RNA پلیمراز 2 در شیره هسته ای یافت می شود و مسئول سنتز mRNA پیش ساز است. RNA پلیمراز 3 کسر کوچکی در شیره هسته ای است که rRNA و tRNA کوچک را سنتز می کند. RNA پلیمرازها به طور خاص توالی نوکلئوتیدی یک پروموتر رونویسی را تشخیص می دهند. mRNA یوکاریوتی ابتدا به عنوان یک پیش ساز (pro-mRNA) سنتز می شود و اطلاعات از اگزون ها و اینترون ها به آن منتقل می شود. mRNA سنتز شده بزرگتر از مقدار لازم برای ترجمه است و پایداری کمتری دارد.

در طول بلوغ مولکول mRNA، اینترون ها با استفاده از آنزیم های محدود کننده جدا می شوند و اگزون ها با استفاده از آنزیم های لیگاز به هم بخیه می شوند. بلوغ mRNA را پردازش و به هم پیوستن اگزون ها به هم پیوند می گویند. بنابراین، mRNA بالغ تنها حاوی اگزون است و بسیار کوتاهتر از سلف خود، pro-mRNA است. اندازه اینترون ها از 100 تا 10000 نوکلئوتید یا بیشتر متغیر است. اینتون ها حدود 80 درصد از کل mRNA های نابالغ را تشکیل می دهند. اکنون امکان پیوند جایگزین ثابت شده است، که در آن توالی های نوکلئوتیدی می توانند از یک رونوشت اولیه در قسمت های مختلف آن حذف شوند و چندین mRNA بالغ تشکیل شود. این نوع پیوند در سیستم ژن ایمونوگلوبولین در پستانداران معمول است، که امکان تشکیل انواع مختلف آنتی بادی ها را بر اساس یک رونوشت mRNA فراهم می کند. پس از تکمیل پردازش، mRNA بالغ قبل از آزاد شدن به سیتوپلاسم از هسته انتخاب می شود. مشخص شده است که تنها 5 درصد از mRNA بالغ وارد می شود و بقیه در هسته شکاف می شود. تبدیل رونوشت های اولیه ژن های یوکاریوتی، مرتبط با سازمان اگزون-اینترون آنها، و در ارتباط با انتقال mRNA بالغ از هسته به سیتوپلاسم، ویژگی های اجرای اطلاعات ژنتیکی یوکاریوت ها را تعیین می کند. بنابراین، ژن موزاییک یوکاریوتی یک ژن سیسترون نیست، زیرا کل توالی DNA برای سنتز پروتئین استفاده نمی شود.

رونویسی در زیست شناسی یک فرآیند چند مرحله ای خواندن اطلاعات از DNA است که جزء اسید نوکلئیک حامل اطلاعات ژنتیکی در بدن است، بنابراین رمزگشایی صحیح آن و انتقال آن به سایر ساختارهای سلولی برای مونتاژ بیشتر مهم است. از پپتیدها

تعریف "رونویسی در زیست شناسی"

سنتز پروتئین فرآیند حیاتی اصلی در هر سلول بدن است. بدون ایجاد مولکول‌های پپتید، حفظ عملکرد طبیعی زندگی غیرممکن است، زیرا این ترکیبات آلی در تمام فرآیندهای متابولیکی دخیل هستند، اجزای ساختاری بسیاری از بافت‌ها و اندام‌ها هستند و نقش‌های سیگنال‌دهنده، تنظیم‌کننده و محافظتی در بدن دارند.

فرآیندی که بیوسنتز پروتئین را آغاز می کند رونویسی است. زیست شناسی به طور خلاصه آن را به سه مرحله تقسیم می کند:

1. شروع.
2. ازدیاد طول (رشد زنجیره RNA).
3. خاتمه دادن.

رونویسی در زیست شناسی یک آبشار کامل از واکنش های گام به گام است که در نتیجه آن مولکول های RNA بر روی یک ماتریس DNA سنتز می شوند. علاوه بر این، در این روش نه تنها اسیدهای ریبونوکلئیک اطلاعاتی، بلکه حمل و نقل، ریبوزومی، هسته ای کوچک و غیره نیز تشکیل می شوند.

مانند هر فرآیند بیوشیمیایی، رونویسی به عوامل زیادی بستگی دارد. اول از همه، اینها آنزیم هایی هستند که بین پروکاریوت ها و یوکاریوت ها متفاوت هستند. این پروتئین های تخصصی به شروع و انجام دقیق واکنش های رونویسی کمک می کنند، که برای خروجی پروتئین با کیفیت بالا مهم است.

رونویسی پروکاریوت ها

از آنجایی که رونویسی در زیست شناسی سنتز RNA روی یک الگوی DNA است، آنزیم اصلی در این فرآیند RNA پلیمراز وابسته به DNA است. در باکتری ها فقط یک نوع پلیمراز برای همه مولکول ها وجود دارد

RNA پلیمراز، طبق اصل مکمل بودن، زنجیره RNA را با استفاده از رشته الگوی DNA تکمیل می کند. این آنزیم شامل دو زیرواحد β، یک زیرواحد α و یک زیرواحد σ است. دو جزء اول وظیفه تشکیل بدن آنزیم را انجام می دهند و دو جزء باقی مانده به ترتیب مسئول حفظ آنزیم بر روی مولکول DNA و شناسایی قسمت پروموتور اسید دئوکسی ریبونوکلئیک هستند.

به هر حال، فاکتور سیگما یکی از نشانه هایی است که توسط آن یک ژن خاص تشخیص داده می شود. به عنوان مثال، حرف لاتین σ با زیرنویس N به این معنی است که این RNA پلیمراز ژن هایی را می شناسد که در صورت کمبود نیتروژن در محیط فعال می شوند.

رونویسی در یوکاریوت ها

بر خلاف باکتری ها، رونویسی در حیوانات و گیاهان تا حدودی پیچیده تر است. اولاً، هر سلول حاوی نه یک، بلکه سه نوع RNA پلیمراز مختلف است. از جمله:

1. RNA پلیمراز I. مسئول رونویسی ژنهای RNA ریبوزومی (به استثنای زیر واحدهای ریبوزومی RNA 5S) است.
2. RNA پلیمراز II. وظیفه آن سنتز اسیدهای ریبونوکلئیک اطلاعات عادی (الگو) است که متعاقباً در ترجمه شرکت می کنند.
3. RNA پلیمراز III. وظیفه این نوع پلیمراز سنتز RNA ریبوزومی 5S است.

ثانیاً، برای تشخیص پروموتر در سلول‌های یوکاریوتی، تنها داشتن یک پلیمراز کافی نیست. پپتیدهای ویژه ای به نام پروتئین های TF نیز در شروع رونویسی شرکت می کنند. تنها با کمک آنها می توان RNA پلیمراز روی DNA فرود آمد و سنتز یک مولکول اسید ریبونوکلئیک را آغاز کرد.

معنی رونویسی

مولکول RNA که بر روی الگوی DNA تشکیل می شود، متعاقباً به ریبوزوم ها متصل می شود، جایی که اطلاعات از آن خوانده می شود و پروتئین سنتز می شود. فرآیند تشکیل پپتید برای سلول بسیار مهم است، زیرا بدون این ترکیبات آلی، فعالیت طبیعی زندگی غیرممکن است: آنها اساساً اساس مهم ترین آنزیم های همه واکنش های بیوشیمیایی هستند.

رونویسی در زیست شناسی نیز منبعی از rRNA است که و همچنین tRNA که در انتقال اسیدهای آمینه در طول ترجمه به این ساختارهای غیر غشایی نقش دارند. SnRNAها (هسته‌های کوچک) نیز می‌توانند سنتز شوند که وظیفه آن‌ها اتصال همه مولکول‌های RNA است.

نتیجه

ترجمه و رونویسی در زیست شناسی نقش بسیار مهمی در سنتز مولکول های پروتئین ایفا می کند. این فرآیندها جزء اصلی جزم اصلی زیست شناسی مولکولی هستند که بیان می کند RNA بر روی ماتریس DNA سنتز می شود و RNA به نوبه خود پایه ای برای شروع تشکیل مولکول های پروتئین است.

بدون رونویسی، خواندن اطلاعاتی که در سه قلوهای دی اکسی ریبونوکلئیک اسید رمزگذاری شده اند غیرممکن خواهد بود. این یک بار دیگر اهمیت این فرآیند را در سطح بیولوژیکی ثابت می کند. هر سلولی، چه پروکاریوتی و چه یوکاریوتی، باید دائماً مولکول های پروتئینی جدید و جدیدی را که در حال حاضر برای حفظ حیات مورد نیاز است، سنتز کند. بنابراین، رونویسی در زیست شناسی مرحله اصلی در کار هر یک از سلول های بدن است.

بیوسنتز RNA - رونویسی -فرآیند خواندن اطلاعات ژنتیکی از DNA، که در آن توالی نوکلئوتیدی DNA به عنوان یک توالی نوکلئوتیدی از RNA کدگذاری می شود. به عنوان انرژی و بستر - نوکلئوزید-3-فسفات با ریبوز استفاده می شود. مبتنی است اصل مکملیت- یک فرآیند محافظه کارانه - یک RNA تک رشته ای جدید در طول کل اینترفاز سنتز می شود، در مناطق خاصی شروع می شود - پروموترها، به پایان دهنده ها ختم می شود، و منطقه بین آنها - یک اپرون (ترانسکریپتون) - حاوی یک یا چند ژن مرتبط با عملکرد، گاهی اوقات حاوی ژن هایی است که پروتئین ها را کد نمی کنند. تفاوت های رونویسی: 1) ژن های فردی رونویسی می شوند. 2) بدون نیاز به پرایمر 3) ریبوز در RNA گنجانده شده است، نه دئوکسی ریبوز.

مراحل رونویسی: 1) اتصال RNA پلیمراز به DNA. 2) شروع - تشکیل یک زنجیره RNA. 3) طویل شدن یا رشد زنجیره RNA. 4) فسخ

مرحله 1 - ناحیه ای که RNA پلیمراز به آن متصل می شود، پروموتر نامیده می شود (40 جفت نوکلئوتید) - دارای محل تشخیص، اتصال و شروع است. RNA پلیمراز، با شناسایی پروموتر، روی آن می نشیند و یک کمپلکس پروموتر بسته را تشکیل می دهد، که در آن DNA مارپیچی می شود و کمپلکس می تواند به راحتی جدا شده و به یک کمپلکس پروموتر باز تبدیل شود - پیوندها قوی هستند، پایه نیتروژنی به سمت بیرون می چرخد.

مرحله 2 - شروعسنتز RNA شامل تشکیل چندین پیوند در زنجیره RNA است؛ سنتز در یک رشته DNA 3'-5' آغاز می شود و در جهت 5'-3 ادامه می یابد. مرحله با جداسازی زیرواحد b به پایان می رسد.

مرحله 3 - طویل شدن- طویل شدن زنجیره RNA - به دلیل Core-rRNA پلیمراز رخ می دهد. رشته DNA در 18 جفت رها می شود و در 12 جفت یک هیبرید - یک هیبرید مشترک DNA و RNA است. RNA پلیمراز در طول زنجیره DNA حرکت می کند و سپس زنجیره DNA را بازیابی می کند. در یوکاریوت ها، وقتی RNA به 30 نوکلئوتید می رسد، یک ساختار کلاهک محافظ در انتهای 5' تشکیل می شود.

مرحله 4 - خاتمه دادن- روی ترمیناتورها رخ می دهد. در زنجیره یک بخش غنی از GC وجود دارد و سپس از 4 تا 8 A متوالی. پس از عبور از مقطع، یک سنجاق مو در محصول RNA تشکیل می شود و آنزیم جلوتر نمی رود، سنتز متوقف می شود. نقش مهمی توسط فاکتور پایان پروتئین - rho و tower ایفا می شود. در حالی که سنتز در جریان بود، پیروفسفات پروتئین rho را مهار کرد، زیرا آنزیم متوقف شد (گیره مو) سنتز اسید فسفریک متوقف شد. پروتئین rho فعال می شود و فعالیت نوکلئوزیدی فسفاتاز را نشان می دهد که منجر به آزاد شدن RNA، RNA پلیمراز می شود که متعاقباً با زیر واحد ترکیب می شود.

در حال پردازش -بلوغ RNA شامل: 1) تشکیل کلاهک در انتهای 5 دقیقه که در اتصال به ریبوزوم نقش دارد. 2) در انتهای 3، پلی آدنیلاسیون رخ می دهد و دمی از صد تا دویست آدنیل نوکلئوتید تشکیل می شود؛ این انتها از عمل نوکلئازها محافظت می کند و به عبور از منافذ هسته ای کمک می کند و در پیوستن به ریبوزوم نقش دارد. . 3) پیوند دادن -توالی های غیر کد کننده - اینترون ها - قطع می شوند. این به دو صورت اتفاق می افتد: الف) توسط اسپلایسوم انجام می شود - این یک نوکلئوپروتئین حاوی تعدادی پروتئین و RNA هسته ای کوچک است. در ابتدا، اینترون ها حلقه می شوند و فقط دنباله های کد کننده - اگزون ها باقی می مانند. آنزیم های اندونوکلئاز بریده می شوند و لیگازها اگزون های باقی مانده را به هم می دوزند. که اینترون ها از بین رفته اند پیوند جایگزین - چندین پروتئین از یک توالی اسید نوکلئیک RNA تشکیل می شود. خودپیچیدن حذف مستقل اینترون ها است. اختلال اتصال: 1) لوپوس اریتماتوز سیستمیک. 2) فنیل کتونوری. 3) هموگلوبینوپاتی. RNA پیام رسان پروکاریوتی پردازش نمی شود زیرا آنها اینترون ندارند پردازش tRNA. پیش ساز tRNA شکاف می شود و نوکلئوتید 5'-3' Q P حذف می شود.یک توالی CCA با گروه OH به انتهای 3' و یک باز پورین فسفریله شده به انتهای 5' اضافه می شود. حلقه دوهیدوریدین - ARSase. پردازش rRNAپیش ساز rRNA، پروریبوزومی RNA 45S، در هسته سنتز می شود و در معرض ریبونوکلئازها قرار می گیرد تا 5.8S 18S 28S تولید کند. آنها 70٪ مارپیچی هستند. rRNA در تشکیل ریبوزوم نقش دارد و در فرآیندهای کاتالیزوری نقش دارد. زیرواحد از rRNA در هسته تشکیل می شود. زیرواحد کوچک 30S، زیر واحد بزرگ 50S و ریبوزوم 70S در پروکاریوت ها، در یوکاریوت ها 40S + 60S = 80S تشکیل می شود. تشکیل ریبوزوم در سیتوپلاسم رخ می دهد.

مکان های ریبوزوم برای اتصال RNA: 1) در زیر واحدهای کوچکی که دارای توالی Shine-Dalgorn mRNA 5'GGAGG3' 3'CCUTCC5' هستند. RNA پیام رسان به زیر واحد کوچک متصل است. در یوکاریوت ها، محل اتصال به CEP برای mRNA است. محل اتصال tRNA: الف) P-site - مرکز پپتیدیل برای اتصال mRNA به زنجیره پپتیدی در حال رشد - peptidyl-tRNA-binding. ب) A-site - برای اتصال tRNA با یک اسید آمینه - aminoacyl site 2) در زیر واحد بزرگ یک E-site با فعالیت پپتیدیل ترانسفراز وجود دارد.

رونویسی معکوسمشخصه رتروویروس ها یا ویروس های حاوی RNA - ویروس عفونت HIV، انکوویروس ها.

در زنجیره RNA، سنتز DNA تحت اثر آنزیم ترانس کریپتاز معکوس یا ریورتاز یا DNA RNA پلیمراز رخ می دهد. با حمله به سلول میزبان، سنتز DNA اتفاق می افتد، که در DNA میزبان ادغام می شود و رونویسی RNA آن و سنتز پروتئین های خود را آغاز می کند.

کد ژنتیکی، ویژگی های آنکد ژنتیکی توالی نوکلئوتیدی مولکول rRNA است که حاوی کلمات رمزی برای هر اسید آمینه است. این شامل یک توالی مشخص از آرایش نوکلئوتیدها در یک مولکول DNA است.

مشخصه. 1) کد ژنتیکی سه گانه - یعنی. هر a/k با سه نوکلئوتید رمزگذاری شده است. 2) کد ژنتیکی a/k منحط یا زائد است - اکثریت قریب به اتفاق a/k توسط چندین کدون کدگذاری می شود. در مجموع 64 سه قلو تشکیل می شود که از این تعداد 61 سه گانه یک a/k خاص را رمزگذاری می کنند و سه سه گانه - AUG، UAA، UGA - کدون های بی معنی هستند، زیرا آنها هیچ یک از 20 a/k را رمزگذاری نمی کنند و عملکرد پایان دادن به سنتز را انجام می دهند. 3) کد ژنتیکی پیوسته است، هیچ علامت نگارشی وجود ندارد، یعنی. سیگنال هایی که پایان یک سه قلو و آغاز سه قلو دیگر را نشان می دهد. کد خطی، یک طرفه، پیوسته است. به عنوان مثال - ACGUTSGACC. 4) کدون فعال سازی سنتز سه گانه AUG است. 5) کد ژنتیکی جهانی است.

22. پخش –بیوسنتز پروتئین مراحل ترجمه: 1) آغاز. 2) ازدیاد طول. 3) فسخ شروع- فعال سازی تهویه مطبوع رخ می دهد.

aatRNA شروع کننده با 1 a/k از پروتئین آینده فقط با یک گروه کربوکسیل تعامل خواهد داشت و 1 a/k فقط می تواند یک گروه NH 2 را برای سنتز فراهم کند. سنتز پروتئین در انتهای N شروع می شود.

مونتاژ مجتمع آغازین روی یک ذره فرعی کوچک. عوامل: 30S mRNA فومیل متیونیل tRNA IF 123 Mg 2+ GTP - منبع انرژی

زیرواحد کوچک که با فاکتورهای شروع بارگذاری شده است، کدون شروع AUG یا GUG را روی mRNA پیدا می کند و چارچوب خواندن در امتداد آن ایجاد می شود، یعنی. کدون شروع در سایت P قرار می گیرد. Formmethionyl tRNA به آن نزدیک می شود، که با آزاد شدن فاکتور IF 3 همراه است، سپس زیر واحد بزرگ متصل می شود و IF 1 و IF2 آزاد می شوند، هیدرولیز 1GTP رخ می دهد و یک ریبوزوم تشکیل می شود. ازدیاد طول- چرخه کاری ریبوزوم شامل سه مرحله است: 1) اتصال aatRNA به A-site زیرا P-site اشغال شده است - عوامل افزایش طول EF-TU، EF-TS و GTP مورد نیاز است. عوامل افزایش طول در پروکاریوت ها: EF-TU، EF-TS، EF-G. 3 ) جابه جایی- ابتدا، tRNA دی اسیله شده EF-G در سایت P از ریبوزوم خارج می شود و 1 سه تایی را به سمت انتهای 3 حرکت می کند. حرکت پپتید از A به P-site - GTP و ضریب افزایش طول - EF-G translocase استفاده می شود، A - سایت مجددا آزاد است و فرآیند تکرار می شود. خاتمه دادن– تشخیص کدون های پایانی UAA, UGA, UAG با کمک فاکتورهای آزاد کننده RF 1 2 3. زمانی که کدون پایانی وارد سایت A می شود، tRNA به آن متصل نمی شود، اما یکی از فاکتورهای پایانی متصل می شود که از کشیدگی جلوگیری می کند. که با فعال شدن فعالیت استراز قسمت E پپتیدیل ترانسفراز همراه است. هیدرولیز پیوندهای استری بین پپتید و tRNA رخ می دهد، ریبوزوم پپتید، tRNA را ترک می کند و به زیر واحدهایی تجزیه می شود که می توان از آنها استفاده کرد.

تشکیل ساختار به طور همزمان با کمک پروتئین های چپرون - پروتئین های شوک حرارتی اتفاق می افتد. سنتز یک پیوند پپتیدی به 1ATP برای آمینواسیلاسیون tRNA (افزودن اسید آمینه)، 1GTP برای اتصال aatRNA با سایت A و 1GTP برای جابجایی نیاز دارد. مصرف انرژی حدود 4 پیوند پرانرژی برای سنتز یک پیوند پپتیدی.

23. اپرون لاکتوز.تکثیر توسط غلظت پروتئین DNA و گوانوزین تترافسفات تنظیم می شود. تنظیم اصلی بیان ژن در سطح رونویسی انجام می شود (بسته به مرحله رشد سلول، همه عوامل، عملکرد هورمون ها و سایر اجزای تنظیمی). در سلول‌های بافتی مختلف، تنها 5 درصد ژن‌ها بیان می‌شوند، 97 درصد بی‌صدا هستند - DNA ناخواسته - تنظیم‌کننده‌های رونویسی کرونومرها و تعدادی توالی تنظیمی هستند. اگر اتصال یک پروتئین تنظیم‌کننده به DNA باعث رونویسی شود، آنگاه تنظیم مثبت (+) است، اگر سرکوب رونویسی تنظیم منفی (-) باشد. مقررات مثبت– ژن خاموش می شود، اتصال یک پروتئین تنظیم کننده منجر به شروع سنتز می شود و در نهایت ژن روشن می شود. که یک پروتئین تنظیم کننده می تواند یک القاء کننده یا یک فعال کننده باشد . مقررات منفی- ژن روشن می شود، سنتز RNA اتفاق می افتد، اگر یک عامل تنظیم کننده پروتئین (بازدارنده یا سرکوب کننده سنتز پروتئین) متصل شود، ژن خاموش می شود. بسیاری از هورمون ها و عوامل دیگر بر اتصال پروتئین تنظیم کننده تأثیر می گذارند. اپرون لاکتوز E. Coli- تنظیم منفی عناصر اصلی کار آن: در یک مولکول DNA - یک منطقه تنظیم کننده، یک پروموتر، یک پرواپرون و سه ژن ساختاری: تاخیر 1، تاخیر 2، تاخیر 3 و پایان دهنده. تاخیر 1 - سنتز آنزیم لاکتاز یا بتا گالاکتوزیداز را انجام می دهد. Lag 2 یک آنزیم پرمیاز است که در انتقال لاکتوز از طریق غشاء نقش دارد. Lag 3 یک آنزیم ترانس اسیلاز است. تنظیم کننده - سنتز mRNA روی ریبوزوم، منجر به تشکیل یک پروتئین سرکوبگر می شود، به اپراتور متصل می شود (از آنجایی که میل ترکیبی دارد)، روی آن می نشیند و از آنجا که نواحی پروموتر و اپرون همپوشانی دارند - RNA پلیمراز نمی تواند به پروموتر متصل شود و رونویسی خاموش می شود. گلوکز و گالاکتوز شباهت بین رپرسور و اپراتور را ایجاد می کنند. اگر شباهتی وجود نداشته باشد، لاکتوز با رپرسور تعامل می کند و تبدیل آن را تغییر می دهد و روی اپرون نمی نشیند، زیرا شباهت خود را به او از دست می دهد. RNA پلیمراز روی پروموتر قرار می گیرد و رونویسی RNA پیام رسان آغاز می شود. لاکتوز یک القاء کننده است، و فرآیند القایی است - نوعی تنظیم منفی، به این دلیل که رونویسی به دلیل اتصال یک سرکوبگر متوقف می شود و برش آن منجر به شروع سنتز می شود. تنظیم مثبت - عامل TATA- شباهت هایی به بخش جعبه TATA دارد. فاکتور TATA روی جعبه TATA قرار می گیرد - سیگنالی برای RNA پلیمراز برای شناسایی پروموتر خود، روی آن می نشیند و رونویسی ژن های مجاور را آغاز می کند. در پروکاریوت ها، تنظیم منفی غالب است، برای یوکاریوت ها این سودمند نیست. مناطق تقویت کننده (افزایش دهنده های رونویسی) + پروتئین تنظیم کننده منجر به افزایش رونویسی می شود. حسگرها + پروتئین تنظیم کننده à رونویسی را خاموش می کند و ساختار کروموزوم ها را تغییر می دهد.