Jeta në formë karboni ekziston për shkak të pranisë së molekulave të proteinave. Dhe biosinteza e proteinave në qelizë është e vetmja mundësi për shprehjen e gjeneve. Por për të zbatuar këtë proces, është e nevojshme të nisë një sërë procesesh që lidhen me "zhpaketimin" e informacionit gjenetik, kërkimin e gjenit të dëshiruar, leximin e tij dhe riprodhimin e tij. Termi "transkriptim" në biologji i referohet në mënyrë specifike procesit të transferimit të informacionit nga një gjen në ARN-në e dërguar. Ky është fillimi i biosintezës, domethënë zbatimi i drejtpërdrejtë i informacionit gjenetik.
Ruajtja e informacionit gjenetik
Në qelizat e organizmave të gjallë, informacioni gjenetik lokalizohet në bërthamë, mitokondri, kloroplaste dhe plazmide. Mitokondria dhe kloroplastet përmbajnë një sasi të vogël të ADN-së së kafshëve dhe bimëve, ndërsa plazmidet bakteriale janë vendi i ruajtjes së gjeneve përgjegjëse për përshtatjen e shpejtë ndaj kushteve mjedisore.
Në trupat viralë, informacioni trashëgues ruhet gjithashtu në formën e polimereve të ARN-së ose ADN-së. Por procesi i zbatimit të tij shoqërohet edhe me nevojën e transkriptimit. Në biologji, ky proces ka një rëndësi të jashtëzakonshme, pasi është ai që çon në zbatimin e informacionit trashëgues, duke shkaktuar biosintezën e proteinave.
Në qelizat shtazore, informacioni trashëgues përfaqësohet nga një polimer i ADN-së, i cili paketohet në mënyrë kompakte brenda bërthamës. Prandaj, para sintezës së proteinave ose leximit të ndonjë gjeni, duhet të kalojnë disa faza: zbërthimi i kromatinës së kondensuar dhe "lëshimi" i gjenit të dëshiruar, njohja e tij nga molekulat e enzimës, transkriptimi.
Në biologji dhe kimi biologjike, këto faza tashmë janë studiuar. Ato çojnë në sintezën e një proteine, struktura primare e së cilës ishte e koduar në një gjen të vetëm.
Modeli i transkriptimit në qelizat eukariote
Megjithëse transkriptimi në biologji nuk është studiuar mjaftueshëm, sekuenca e tij tradicionalisht paraqitet në formën e një diagrami. Ai përbëhet nga fillimi, zgjatja dhe përfundimi. Kjo do të thotë se i gjithë procesi është i ndarë në tre fenomene përbërëse.
Inicimi është një grup procesesh biologjike dhe biokimike që çojnë në fillimin e transkriptimit. Thelbi i zgjatjes është rritja e vazhdueshme e zinxhirit molekular. Përfundimi është një grup procesesh që çojnë në ndërprerjen e sintezës së ARN-së. Nga rruga, në kontekstin e biosintezës së proteinave, procesi i transkriptimit në biologji zakonisht identifikohet me sintezën e ARN-së së dërguar. Bazuar në të, më vonë do të sintetizohet një zinxhir polipeptid.
Inicimi
Fillimi është mekanizmi më pak i kuptuar i transkriptimit në biologji. Çfarë është nga pikëpamja biokimike nuk dihet. Kjo do të thotë, enzimat specifike përgjegjëse për nxitjen e transkriptimit nuk njihen fare. Të panjohura janë edhe sinjalet ndërqelizore dhe mënyrat e transmetimit të tyre, të cilat tregojnë nevojën për sintezën e një proteine të re. Kjo është një detyrë themelore për citologjinë dhe biokiminë.
Zgjatimi
Nuk është ende e mundur të ndahet në kohë procesi i fillimit dhe zgjatjes për shkak të pamundësisë së kryerjes së studimeve laboratorike të krijuara për të konfirmuar praninë e enzimave specifike dhe faktorëve nxitës. Prandaj, ky kufi është shumë i kushtëzuar. Thelbi i procesit të zgjatjes zbret në zgjatjen e zinxhirit në rritje, të sintetizuar në bazë të seksionit të shabllonit të ADN-së.
Besohet se zgjatja fillon pas zhvendosjes së parë të ARN polimerazës dhe fillimit të lidhjes së kadonit të parë në vendin fillestar të ARN. Gjatë zgjatjes, kadonet lexohen në drejtim të vargut 3"-5" në një seksion të despiralizuar të ADN-së të ndarë në dy vargje. Në të njëjtën kohë, zinxhiri në rritje i ARN-së shtohet me nukleotide të reja që plotësojnë rajonin e ADN-së shabllon. Në këtë rast, ADN-ja "zgjerohet" në një gjerësi prej 12 nukleotidesh, domethënë 4 kadon.
Enzima ARN polimeraza lëviz përgjatë zinxhirit në rritje dhe "prapa" tij ADN-ja është e kundërt "e lidhur" në një strukturë me dy zinxhirë me restaurimin e lidhjeve hidrogjenore midis nukleotideve. Kjo pjesërisht i përgjigjet pyetjes se cili proces quhet transkriptim në biologji. Është zgjatja ajo që është faza kryesore e transkriptimit, sepse gjatë rrjedhës së tij grumbullohet i ashtuquajturi ndërmjetës midis gjenit dhe sintezës së proteinave.
Përfundimi
Procesi i përfundimit të transkriptimit në qelizat eukariote është kuptuar keq. Deri më tani, shkencëtarët e kanë reduktuar thelbin e saj në ndalimin e leximit të ADN-së në skajin 5" dhe bashkimin e një grupi bazash adenine në skajin 3" të ARN-së. Procesi i fundit lejon që struktura kimike e ARN-së që rezulton të stabilizohet. Ekzistojnë dy lloje të përfundimit në qelizat bakteriale. Është një proces i varur nga Rho dhe i pavarur nga Rho.
E para ndodh në prani të proteinës Rho dhe reduktohet në një thyerje të thjeshtë të lidhjeve hidrogjenore midis rajonit shabllon të ADN-së dhe ARN-së së sintetizuar. E dyta, e pavarur nga Rho, ndodh pas shfaqjes së lakit të kërcellit nëse pas tij ka një grup bazash uracil. Ky kombinim bën që ARN të shkëputet nga shablloni i ADN-së. Është e qartë se përfundimi i transkriptimit është një proces enzimatik, por ende nuk janë gjetur biokatalizatorë specifikë për të.
Transkriptimi viral
Trupat virale nuk kanë sistemin e tyre të biosintezës së proteinave, dhe për këtë arsye nuk mund të riprodhohen pa shfrytëzuar qelizat. Por viruset kanë materialin e tyre gjenetik, i cili duhet të realizohet dhe gjithashtu të integrohet në gjenet e qelizave të infektuara. Për ta bërë këtë, ata kanë një numër enzimash (ose shfrytëzojnë sistemet e enzimës qelizore) që transkriptojnë acidin e tyre nukleik. Kjo do të thotë, kjo enzimë, bazuar në informacionin gjenetik të virusit, sintetizon një analog të ARN-së së dërguar. Por nuk është aspak ARN, por një polimer i ADN-së, plotësues, për shembull, gjeneve njerëzore.
Kjo shkel plotësisht parimet tradicionale të transkriptimit në biologji, siç mund të shihet në shembullin e virusit HIV. Enzima e saj e kundërt e enzimës është e aftë të sintetizojë ADN-në plotësuese të acidit nukleik të njeriut nga ARN virale. Procesi i sintetizimit të ADN-së plotësuese nga ARN quhet transkriptim i kundërt. Ky është përkufizimi në biologji i procesit përgjegjës për integrimin e informacionit trashëgues të virusit në gjenomin e njeriut.
Konceptin e transkriptimit e hasim kur studiojmë një gjuhë të huaj. Na ndihmon të rishkruajmë dhe shqiptojmë saktë fjalët e panjohura. Çfarë nënkuptohet me këtë term në shkencat natyrore? Transkriptimi në biologji është një proces kyç në sistemin e reaksioneve të biosintezës së proteinave. Pikërisht kjo i mundëson qelizës të pajiset me peptide që do të kryejnë funksione ndërtimore, mbrojtëse, sinjalizuese, transportuese dhe të tjera në të. Vetëm rishkrimi i informacionit nga vendndodhja e ADN-së në një molekulë të acidit ribonukleik informues shkakton aparatin e sintetizimit të proteinave të qelizës, i cili siguron reaksione të përkthimit biokimik.
Në këtë artikull do të shqyrtojmë fazat e transkriptimit dhe sintezës së proteinave që ndodhin në organizma të ndryshëm, dhe gjithashtu do të përcaktojmë rëndësinë e këtyre proceseve në biologjinë molekulare. Përveç kësaj, ne do të japim një përkufizim se çfarë është transkriptimi. Në biologji, njohuritë mbi proceset që na interesojnë mund të merren nga seksione të tilla si citologjia, biologjia molekulare dhe biokimia.
Karakteristikat e reaksioneve të sintezës së matricës
Për ata që janë të njohur me llojet bazë të reaksioneve kimike të studiuara në një kurs të përgjithshëm të kimisë, proceset e sintezës së matricës do të jenë krejtësisht të reja. Arsyeja këtu është si vijon: reagime të tilla që ndodhin në organizmat e gjallë sigurojnë kopjimin e molekulave mëmë duke përdorur një kod të veçantë. Nuk u zbulua menjëherë; është më mirë të thuhet se vetë ideja e ekzistencës së dy gjuhëve të ndryshme për ruajtjen e informacionit të trashëguar bëri rrugën e saj gjatë dy shekujve: nga fundi i 19-të deri në mesin e 20-të. Për të imagjinuar më mirë se çfarë janë transkriptimi dhe përkthimi në biologji dhe pse ato i referohen reaksioneve të sintezës së matricës, le t'i drejtohemi fjalorit teknik për një analogji.
Gjithçka është si në një shtypshkronjë
Imagjinoni që na duhet të shtypim, për shembull, njëqind mijë kopje të një gazete popullore. I gjithë materiali që futet në të mblidhet në bartësin amë. Ky model i parë quhet matricë. Pastaj përsëritet në shtypshkronja - bëhen kopje. Procese të ngjashme ndodhin në një qelizë të gjallë, vetëm molekulat e ADN-së dhe mARN-së shërbejnë në mënyrë alternative si shabllone, dhe ARN-ja e dërguar dhe molekulat e proteinave shërbejnë si kopje. Le t'i shikojmë ato në mënyrë më të detajuar dhe të zbulojmë se transkriptimi në biologji është reagimi i sintezës së matricës që ndodh në bërthamën e qelizës.
Kodi gjenetik është çelësi i sekretit të biosintezës së proteinave
Në biologjinë moderne molekulare, askush nuk debaton më se cila substancë është bartëse e vetive trashëgimore dhe ruan të dhëna për të gjitha proteinat e trupit pa përjashtim. Sigurisht, është acid deoksiribonukleik. Sidoqoftë, ajo është e ndërtuar nga nukleotide, dhe proteinat, informacioni për përbërjen e të cilave ruhet në të, përfaqësohet nga molekula aminoacide që nuk kanë ndonjë afinitet kimik me monomerët e ADN-së. Me fjalë të tjera, kemi të bëjmë me dy gjuhë të ndryshme. Në njërën prej tyre fjalët janë nukleotide, në tjetrën janë aminoacide. Çfarë do të veprojë si një përkthyes që do të rikodojë informacionin e marrë si rezultat i transkriptimit? Biologjia molekulare beson se këtë rol e luan kodi gjenetik.
Karakteristikat unike të kodit celular
Ky është kodi, tabela e të cilit është paraqitur më poshtë. Për krijimin e tij punuan citologë, gjenetistë dhe biokimistë. Përveç kësaj, njohuritë nga kriptografia u përdorën në zhvillimin e kodit. Duke marrë parasysh rregullat e tij, është e mundur të përcaktohet struktura primare e proteinës së sintetizuar, sepse përkthimi në biologji është procesi i përkthimit të informacionit në lidhje me strukturën e një peptidi nga gjuha e nukleotideve të ARN-së në gjuhën e aminoacideve të një proteine. molekulë.
Ideja e kodimit në organizmat e gjallë u shpreh për herë të parë nga G. A. Gamov. Zhvillimet e mëtejshme shkencore çuan në formulimin e rregullave të saj themelore. Së pari, u vërtetua se struktura e 20 aminoacideve është e koduar në 61 treshe të ARN-së lajmëtare, gjë që çoi në konceptin e degjenerimit të kodit. Më pas, përcaktuam përbërjen e kodoneve jo-ness, të cilat veprojnë si fillimi dhe ndalimi i procesit të biosintezës së proteinave. Pastaj u shfaqën dispozita për kolinearitetin dhe universalitetin e tij, duke kompletuar teorinë harmonike të kodit gjenetik.
Ku ndodh transkriptimi dhe përkthimi?
Në biologji, disa nga seksionet e saj që studiojnë strukturën dhe proceset biokimike në qelizë (citologjia dhe biologjia molekulare) përcaktuan lokalizimin e reaksioneve të sintezës së matricës. Kështu, transkriptimi ndodh në bërthamë me pjesëmarrjen e enzimës ARN polimerazë. Në karioplazmën e saj, një molekulë mARN sintetizohet nga nukleotide të lira sipas parimit të komplementaritetit, duke kopjuar informacionin rreth strukturës së peptidit nga një gjen strukturor.
Më pas del nga bërthama e qelizës përmes poreve në mbështjellësin bërthamor dhe përfundon në citoplazmën e qelizës. Këtu, mARN duhet të kombinohet me disa ribozome për të formuar një polisom, një strukturë e gatshme për të përmbushur molekulat e acideve ribonukleike të transportit. Detyra e tyre është të sjellin aminoacide në vendin e një reaksioni tjetër të sintezës së matricës - përkthimit. Le të shqyrtojmë në detaje mekanizmat e të dy reagimeve.
Karakteristikat e formimit të molekulave të mARN
Transkriptimi në biologji është rishkrimi i informacionit rreth strukturës së një peptidi nga gjeni strukturor i ADN-së në një molekulë të acidit ribonukleik, i cili quhet informues. Siç thamë më herët, ndodh në bërthamën e qelizës. Së pari, enzima kufizuese e ADN-së thyen lidhjet e hidrogjenit që lidhin zinxhirët e acidit deoksiribonukleik dhe spiralen e saj zbërthehet. Enzima ARN polimeraza ngjitet në vendet e lira të polinukleotideve. Ai aktivizon montimin e një kopje - një molekulë mRNA, e cila, përveç seksioneve informative - ekzoneve - përmban gjithashtu sekuenca të zbrazëta nukleotide - introne. Ato janë çakëll dhe kërkojnë heqje. Ky proces quhet përpunim ose maturim në biologjinë molekulare. Kjo përfundon transkriptimin. Biologjia e shpjegon shkurt këtë si më poshtë: vetëm duke humbur monomerët e panevojshëm, acidi nukleik do të jetë në gjendje të largohet nga bërthama dhe të jetë gati për fazat e mëtejshme të biosintezës së proteinave.
Transkriptimi i kundërt në viruse
Format e jetës joqelizore janë jashtëzakonisht të ndryshme nga qelizat prokariote dhe eukariote jo vetëm në strukturën e tyre të jashtme dhe të brendshme, por edhe në reagimet e tyre të sintezës së matricës. Në vitet shtatëdhjetë të shekullit të kaluar, shkenca vërtetoi ekzistencën e retroviruseve - organizmave gjenomi i të cilëve përbëhet nga dy zinxhirë ARN. Nën veprimin e enzimës - reversetazës - grimca të tilla virale kopjojnë molekulat e ADN-së nga seksionet e acidit ribonukleik, të cilat më pas futen në kariotipin e qelizës pritëse. Siç mund ta shohim, kopjimi i informacionit trashëgues në këtë rast shkon në drejtim të kundërt: nga ARN në ADN. Kjo formë kodimi dhe leximi është karakteristikë, për shembull, për agjentët patogjenë që shkaktojnë lloje të ndryshme kanceri.
Ribozomet dhe roli i tyre në metabolizmin qelizor
Reaksionet metabolike plastike, të cilat përfshijnë biosintezën e peptideve, ndodhin në citoplazmën e qelizës. Për të marrë një molekulë proteine të përfunduar, nuk mjafton të kopjoni sekuencën nukleotide nga një gjen strukturor dhe ta transferoni atë në citoplazmë. Gjithashtu nevojiten struktura që do të lexojnë informacionin dhe do të sigurojnë lidhjen e aminoacideve në një zinxhir të vetëm përmes lidhjeve peptide. Këto janë ribozome, struktura dhe funksionet e të cilave marrin shumë vëmendje në biologjinë molekulare. Ne kemi zbuluar tashmë se ku ndodh transkriptimi - kjo është karioplazma e bërthamës. Vendi i proceseve të përkthimit është citoplazma e qelizave. Pikërisht në të ndodhen kanalet e rrjetës endoplazmatike, mbi të cilat organelet që sintetizojnë proteinat - ribozomet - ulen në grupe. Megjithatë, prania e tyre nuk siguron ende fillimin e reaksioneve plastike. Ne kemi nevojë për struktura që do të dërgojnë molekulat e monomerit të proteinave - aminoacidet - në polisome. Ato quhen acide ribonukleike transportuese. Cilat janë ato dhe cili është roli i tyre në transmetim?
Transportuesit e aminoacideve
Molekulat e vogla të transferimit të ARN-së në konfigurimin e tyre hapësinor kanë një rajon të përbërë nga një sekuencë nukleotidesh - një antikodon. Për të kryer proceset e përkthimit, është e nevojshme që të krijohet një kompleks iniciativash. Ai duhet të përfshijë trefishin e matricës, ribozomet dhe rajonin plotësues të molekulës së transportit. Sapo të organizohet një kompleks i tillë, ky është një sinjal për të filluar montimin e polimerit të proteinës. Si përkthimi ashtu edhe transkriptimi në biologji janë procese asimilimi, duke përfshirë gjithmonë thithjen e energjisë. Për t'i kryer ato, qeliza përgatitet paraprakisht, duke grumbulluar një numër të madh molekulash të acidit adenozintrifosforik.
Sinteza e kësaj substance energjetike ndodh në mitokondri - organelet më të rëndësishme të të gjitha qelizave eukariote pa përjashtim. Ai i paraprin fillimit të reaksioneve të sintezës së matricës, duke zënë një vend në fazën presintetike të ciklit jetësor të qelizës dhe pas reaksioneve të replikimit. Zbërthimi i molekulave ATP shoqëron proceset e transkriptimit dhe reaksionet e përkthimit; energjia e çliruar gjatë këtij procesi përdoret nga qeliza në të gjitha fazat e biosintezës së substancave organike.
Fazat e transmetimit
Në fillim të reaksioneve që çojnë në formimin e një polipeptidi, 20 lloje të monomereve të proteinave lidhen me molekula të caktuara të acideve transportuese. Paralelisht, formimi i polisomeve ndodh në qelizë: ribozomet ngjiten në matricë në vendndodhjen e kodonit fillestar. Fillimi i biosintezës fillon dhe ribozomet lëvizin përgjatë treshave të mRNA. Molekulat që transportojnë aminoacide janë të përshtatshme për to. Nëse kodoni në polizomë është plotësues me antikodonin e acideve transportuese, atëherë aminoacidi mbetet në ribozom dhe lidhja polipeptide që rezulton e lidh atë me aminoacidet tashmë të pranishme atje. Sapo organela që sintetizon proteinën arrin trefishin e ndalimit (zakonisht UAG, UAA ose UGA), përkthimi ndalon. Si rezultat, ribozomi, së bashku me grimcën e proteinës, ndahet nga mARN.
Si e merr një peptid formën e tij amtare?
Faza e fundit e përkthimit është procesi i kalimit të strukturës primare të proteinës në formën terciare, e cila ka formën e një rruzulli. Enzimat heqin mbetjet e panevojshme të aminoacideve, shtojnë monosakaride ose lipide, dhe gjithashtu sintetizojnë grupet karboksil dhe fosfat. E gjithë kjo ndodh në zgavrat e retikulit endoplazmatik, ku peptidi hyn pas përfundimit të biosintezës. Më pas, molekula e proteinës vendase kalon në kanale. Ato depërtojnë në citoplazmë dhe ndihmojnë në sigurimin që peptidi të hyjë në një zonë të caktuar të citoplazmës dhe më pas të përdoret për nevojat e qelizës.
Në këtë artikull, zbuluam se përkthimi dhe transkriptimi në biologji janë reagimet kryesore të sintezës së matricës që qëndrojnë në themel të ruajtjes dhe transmetimit të prirjeve trashëgimore të organizmit.
Së pari, vendosni sekuencën e hapave në biosintezën e proteinave, duke filluar me transkriptimin. E gjithë sekuenca e proceseve që ndodhin gjatë sintezës së molekulave të proteinave mund të kombinohet në 2 faza:
Transkriptimi.
Transmetimi.
Njësitë strukturore të informacionit trashëgues janë gjenet - seksione të molekulës së ADN-së që kodojnë sintezën e një proteine specifike. Për sa i përket organizimit kimik, materiali i trashëgimisë dhe ndryshueshmërisë në pro- dhe eukariotët nuk është thelbësisht i ndryshëm. Materiali gjenetik në to paraqitet në molekulën e ADN-së; parimi i regjistrimit të informacionit trashëgues dhe kodi gjenetik janë gjithashtu të zakonshëm. Të njëjtat aminoacide në pro- dhe eukariote janë të koduara nga të njëjtat kodone.
Gjenomi i qelizave moderne prokariote karakterizohet nga një madhësi relativisht e vogël; ADN-ja e E. coli ka formën e një unaze, rreth 1 mm e gjatë. Ai përmban 4 x 10 6 çifte nukleotide, duke formuar rreth 4000 gjene. Në vitin 1961, F. Jacob dhe J. Monod zbuluan organizimin cistronik ose të vazhdueshëm të gjeneve prokariotike, të cilat përbëhen tërësisht nga sekuenca nukleotide koduese dhe ato realizohen tërësisht gjatë sintezës së proteinave. Materiali trashëgues i molekulës së ADN-së së prokariotëve ndodhet direkt në citoplazmën e qelizës, ku ndodhen edhe tARN dhe enzimat e nevojshme për shprehjen e gjeneve.Shprehja është aktiviteti funksional i gjeneve, ose shprehja e gjeneve. Prandaj, mRNA e sintetizuar nga ADN-ja mund të kryejë menjëherë funksionin e një shablloni në procesin e përkthimit të sintezës së proteinave.
Gjenomi eukariotik përmban dukshëm më shumë material trashëgues. Tek njerëzit, gjatësia totale e ADN-së në grupin diploid të kromozomeve është rreth 174 cm. Ai përmban 3 x 10 9 palë nukleotide dhe përfshin deri në 100.000 gjene. Në vitin 1977, u zbulua ndërprerja në strukturën e shumicës së gjeneve eukariote, të quajtur gjeni "mozaik". Karakterizohet nga sekuenca nukleotide koduese ekzonike Dhe intronik parcela. Vetëm informacioni nga ekzonet përdoret për sintezën e proteinave. Numri i introneve ndryshon në gjene të ndryshme. Është vërtetuar se gjeni i ovalbuminës së pulës përfshin 7 introne dhe gjeni i prokolagjenit të gjitarëve përfshin 50. Funksionet e introneve të heshtura të ADN-së nuk janë sqaruar plotësisht. Supozohet se ato sigurojnë: 1) organizimin strukturor të kromatinës; 2) disa prej tyre janë padyshim të përfshirë në rregullimin e shprehjes së gjeneve; 3) intronet mund të konsiderohen si një depo informacioni për ndryshueshmëri; 4) mund të luajnë një rol mbrojtës, duke marrë përsipër veprimin e mutagjenëve.
Transkriptimi
Procesi i rishkrimit të informacionit në bërthamën e qelizës nga një seksion i një molekule të ADN-së në një molekulë mRNA (mRNA) quhet transkriptimi(Latinisht Transcriptio - rishkrim). Produkti primar i gjenit, mRNA, sintetizohet. Kjo është faza e parë e sintezës së proteinave. Në vendin përkatës të ADN-së, enzima ARN polimeraza njeh shenjën për fillimin e transkriptimit - promotr. Pika e fillimit është nukleotidi i parë i ADN-së që inkorporohet në transkriptin e ARN-së nga enzima. Si rregull, rajonet koduese fillojnë me kodonin AUG; ndonjëherë në bakteret përdoret GUG. Kur ARN polimeraza lidhet me promotorin, ndodh zbërthimi lokal i spirales së dyfishtë të ADN-së dhe njëra prej fijeve kopjohet sipas parimit të komplementaritetit. mRNA sintetizohet, shpejtësia e montimit të saj arrin 50 nukleotide në sekondë. Ndërsa ARN polimeraza lëviz, zinxhiri mRNA rritet dhe kur enzima arrin në fund të rajonit të kopjimit - terminator, mRNA largohet nga shablloni. Spiralja e dyfishtë e ADN-së pas enzimës është restauruar.
Transkriptimi i prokariotëve ndodh në citoplazmë. Për shkak të faktit se ADN-ja përbëhet tërësisht nga sekuenca nukleotide koduese, prandaj mRNA e sintetizuar vepron menjëherë si një shabllon për përkthim (shih më lart).
Transkriptimi i mARN-së në eukariote ndodh në bërthamë. Fillon me sintezën e molekulave të mëdha - prekursorët (pro-mRNA), të quajtura ARN i papjekur, ose bërthamore.Produkti primar i gjenit - pro-mRNA është një kopje e saktë e seksionit të transkriptuar të ADN-së, përfshin ekzone dhe introne. Procesi i formimit të molekulave të ARN-së të pjekur nga prekursorët quhet përpunimit. Maturimi i mRNA ndodh nga bashkimi- këto priten nga enzimat enzimë kufizuese intronet dhe lidhja e regjioneve me sekuencat e ekzoneve të transkriptuara nga enzimat e ligazës. (Fig.) MARN e pjekur është shumë më e shkurtër se molekulat pararendëse të pro-mRNA; madhësitë e introneve në to variojnë nga 100 në 1000 nukleotide ose më shumë. Intronet përbëjnë rreth 80% të të gjithë mRNA të papjekur.
Tani është vërtetuar se është e mundur bashkim alternativ, në të cilat sekuencat nukleotide mund të hiqen nga një transkript primar në pjesë të ndryshme të tij dhe do të formohen disa mARN të pjekura. Ky lloj bashkimi është tipik në sistemin e gjeneve të imunoglobulinave tek gjitarët, gjë që bën të mundur formimin e llojeve të ndryshme të antitrupave bazuar në një transkript të mRNA.
Pasi të përfundojë përpunimi, ARNi-ja e pjekur zgjidhet përpara se të dalë nga bërthama. Është vërtetuar se vetëm 5% e mARN-së së pjekur hyn në citoplazmë, dhe pjesa tjetër ndahet në bërthamë.
Transmetimi
Përkthimi (Latin Translatio - transferim, transferim) është përkthimi i informacionit që përmbahet në sekuencën nukleotide të një molekule mRNA në sekuencën aminoacide të një zinxhiri polipeptid (Fig. 10). Kjo është faza e dytë e sintezës së proteinave. Transferimi i ARN-së së pjekur përmes poreve të mbështjellësit bërthamor prodhohet nga proteina të veçanta që formojnë një kompleks me molekulën e ARN-së. Përveç transportimit të mARN-së, këto proteina mbrojnë mARN-në nga efektet e dëmshme të enzimave citoplazmike. Në procesin e përkthimit, tRNA luan një rol qendror; ato sigurojnë përputhjen e saktë të aminoacidit me kodin e trefishtë të mRNA. Procesi i përkthimit-dekodimit ndodh në ribozome dhe kryhet në drejtimin nga 5 në 3. Kompleksi i mARN-së dhe ribozomeve quhet polisom.
Gjatë përkthimit mund të dallohen tri faza: fillimi, zgjatja dhe përfundimi.
Inicimi.
Në këtë fazë, i gjithë kompleksi i përfshirë në sintezën e molekulës së proteinës është mbledhur. Dy nënnjësitë ribozomale janë të bashkuara në një seksion të caktuar të mARN-së, aminoacil-tARN-ja e parë është e bashkangjitur me të dhe kjo përcakton kornizën e leximit të informacionit. Në çdo molekulë m-ARN ekziston një rajon që është komplementar me r-ARN-në e nën-njësisë së vogël ribozomale dhe kontrollohet në mënyrë specifike prej tij. Pranë tij ndodhet kodoni fillestar inicues AUG, i cili kodon aminoacidin metioninë.Faza e inicimit përfundon me formimin e një kompleksi: ribozomi, aminoacil-tARN-inicues -mARN.
Zgjatimi
— përfshin të gjitha reaksionet që nga momenti i formimit të lidhjes së parë peptide deri te shtimi i aminoacidit të fundit. Ribozomi ka dy vende për lidhjen e dy molekulave tRNA. Në një rajon, peptidil (P), ekziston ARN-ja e parë me aminoacidin metioninë dhe sinteza e çdo molekule proteine fillon me të. Molekula e dytë e ARN-së hyn në seksionin e dytë të ribozomit, seksionin aminoacil (A) dhe ngjitet në kodonin e tij. Një lidhje peptide formohet midis metioninës dhe aminoacidit të dytë. TARN-ja e dytë lëviz së bashku me kodonin e saj mRNA në qendrën e peptidilit. Lëvizja e t-ARN me një zinxhir polipeptid nga qendra e aminoacilit në qendrën e peptidilit shoqërohet me avancimin e ribozomit përgjatë m-ARN-së me një hap që korrespondon me një kodon. T-ARN që shpërndau metioninën kthehet në citoplazmë dhe qendra amnoacil lirohet. Ai merr një t-ARN të re me një aminoacid të koduar nga kodoni tjetër. Ndërmjet aminoacideve të tretë dhe të dytë krijohet një lidhje peptide dhe ARN-ja e tretë së bashku me kodonin m-ARN lëviz në qendrën e peptidilit.Procesi i zgjatjes, zgjatjes së zinxhirit proteinik. Ai vazhdon derisa një nga tre kodonet që nuk kodojnë për aminoacide të hyjë në ribozom. Ky është një kodon terminator dhe nuk ka tARN korresponduese për të, kështu që asnjë prej tARN-ve nuk mund të zërë vend në qendrën e aminoacilit.
Përfundimi
– përfundimi i sintezës së polipeptideve. Ajo shoqërohet me njohjen nga një proteinë specifike ribozomale e njërit prej kodoneve të përfundimit (UAA, UAG, UGA) kur ai hyn në qendrën e aminoacilit. Një faktor i veçantë përfundimi i bashkëngjitet ribozomit, i cili nxit ndarjen e nënnjësive ribozomale dhe lirimin e molekulës së proteinës së sintetizuar. Uji i shtohet aminoacidit të fundit të peptidit dhe fundi i tij karboksil ndahet nga tARN.
Montimi i zinxhirit peptid ndodh me shpejtësi të lartë. Në bakteret në një temperaturë prej 37°C, ai shprehet në shtimin e 12 deri në 17 aminoacide në sekondë në polipeptid. Në qelizat eukariote, dy aminoacide shtohen në një polipeptid çdo sekondë.
Zinxhiri polipeptid i sintetizuar më pas hyn në kompleksin Golgi, ku përfundon ndërtimi i molekulës së proteinës (struktura e dytë, e tretë dhe e katërt shfaqen në mënyrë sekuenciale). Kjo është ajo ku molekulat e proteinave kombinohen me yndyrnat dhe karbohidratet.
I gjithë procesi i biosintezës së proteinave paraqitet në formën e një diagrami: ADN ® pro mRNA ® mRNA ® zinxhir polipeptid ® proteinë ® kompleksim i proteinave dhe shndërrimi i tyre në molekula funksionale aktive.
Fazat e zbatimit të informacionit trashëgues gjithashtu vazhdojnë në një mënyrë të ngjashme: së pari ai transkriptohet në sekuencën nukleotide të mRNA, dhe më pas përkthehet në sekuencën aminoacide të një polipeptidi në ribozome me pjesëmarrjen e tRNA.
Transkriptimi në eukariote kryhet nën veprimin e tre polimerazave ARN bërthamore. ARN polimeraza 1 ndodhet në nukleolus dhe është përgjegjëse për transkriptimin e gjeneve rRNA. ARN polimeraza 2 gjendet në lëngun bërthamor dhe është përgjegjëse për sintezën e mRNA pararendëse. ARN polimeraza 3 është një fraksion i vogël në lëngun bërthamor që sintetizon rRNA dhe tRNA të vogla. ARN polimerazat njohin në mënyrë specifike sekuencën nukleotide të një promotori transkriptimi. MARN eukariote sintetizohet fillimisht si një pararendës (pro-mRNA), dhe informacioni nga ekzonet dhe intronet transferohet në të. MARN e sintetizuar është më e madhe se sa është e nevojshme për përkthim dhe është më pak e qëndrueshme.
Gjatë maturimit të molekulës së mARN-së, intronet hiqen duke përdorur enzimat kufizuese dhe ekzonet bashkohen së bashku duke përdorur enzimat e ligazës. Maturimi i mARN quhet përpunim, dhe bashkimi i ekzoneve quhet bashkim. Kështu, mRNA e pjekur përmban vetëm ekzone dhe është shumë më e shkurtër se paraardhësi i saj, pro-mRNA. Madhësitë e introneve variojnë nga 100 në 10,000 nukleotide ose më shumë. Intonet përbëjnë rreth 80% të të gjithë mARN-së së papjekur. Tani është vërtetuar mundësia e bashkimit alternativ, në të cilin sekuencat nukleotide mund të hiqen nga një transkript primar në pjesë të ndryshme të tij dhe do të formohen disa mARN të pjekura. Ky lloj bashkimi është tipik në sistemin e gjeneve të imunoglobulinave tek gjitarët, gjë që bën të mundur formimin e llojeve të ndryshme të antitrupave bazuar në një transkript të mRNA. Pas përfundimit të përpunimit, mARN-ja e pjekur zgjidhet përpara se të lëshohet në citoplazmë nga bërthama. Është vërtetuar se vetëm 5% e mARN-së së pjekur hyn, dhe pjesa tjetër ndahet në bërthamë. Transformimi i transkriptoneve parësore të gjeneve eukariote, i lidhur me organizimin e tyre ekzon-intron, dhe në lidhje me kalimin e mRNA të pjekur nga bërthama në citoplazmë, përcakton tiparet e zbatimit të informacionit gjenetik të eukarioteve. Prandaj, gjeni i mozaikut eukariotik nuk është një gjen cistron, pasi jo e gjithë sekuenca e ADN-së përdoret për sintezën e proteinave.
Transkriptimi në biologji është një proces me shumë faza të leximit të informacionit nga ADN-ja, e cila është një përbërës i acidit nukleik është bartës i informacionit gjenetik në trup, prandaj është e rëndësishme që të deshifrohet saktë dhe të transferohet në struktura të tjera qelizore për montim të mëtejshëm. të peptideve.
Përkufizimi i "transkriptimit në biologji"
Sinteza e proteinave është procesi kryesor jetësor në çdo qelizë të trupit. Pa krijimin e molekulave peptide, është e pamundur të ruhen funksionet normale të jetës, pasi këto përbërje organike janë të përfshira në të gjitha proceset metabolike, janë përbërës strukturorë të shumë indeve dhe organeve dhe luajnë role sinjalizuese, rregullatore dhe mbrojtëse në trup.
Procesi që fillon biosintezën e proteinave është transkriptimi. Biologjia e ndan shkurtimisht në tre faza:
- Inicimi.
- Zgjatja (rritja e vargut të ARN-së).
- Përfundimi.
Transkriptimi në biologji është një kaskadë e tërë e reaksioneve hap pas hapi, si rezultat i të cilave molekulat e ARN-së sintetizohen në një matricë të ADN-së. Për më tepër, në këtë mënyrë formohen jo vetëm acidet ribonukleike informuese, por edhe transportuese, ribozomale, bërthamore të vogla e të tjera.
Ashtu si çdo proces biokimik, transkriptimi varet nga shumë faktorë. Para së gjithash, këto janë enzima që ndryshojnë midis prokariotëve dhe eukariotëve. Këto proteina të specializuara ndihmojnë në fillimin dhe kryerjen e saktë të reaksioneve të transkriptimit, gjë që është e rëndësishme për prodhimin e proteinave me cilësi të lartë.
Transkriptimi i prokariotëve
Meqenëse transkriptimi në biologji është sinteza e ARN-së në një shabllon të ADN-së, enzima kryesore në këtë proces është ARN polimeraza e varur nga ADN-ja. Në bakteret ekziston vetëm një lloj polimerazash të tilla për të gjitha molekulat
ARN polimeraza, sipas parimit të komplementaritetit, plotëson zinxhirin e ARN-së duke përdorur vargun e shabllonit të ADN-së. Kjo enzimë përmban dy nën-njësi β, një nënnjësi α dhe një nënnjësi σ. Dy komponentët e parë kryejnë funksionin e formimit të trupit të enzimës, dhe dy të tjerët janë përgjegjës për mbajtjen e enzimës në molekulën e ADN-së dhe njohjen e pjesës promotore të acidit deoksiribonukleik, përkatësisht.
Nga rruga, faktori sigma është një nga shenjat me të cilat njihet një gjen i veçantë. Për shembull, shkronja latine σ me nënshkrimin N do të thotë që kjo ARN polimerazë njeh gjenet që ndizen kur ka mungesë të azotit në mjedis.
Transkriptimi në eukariote
Ndryshe nga bakteret, transkriptimi në kafshë dhe bimë është disi më kompleks. Së pari, çdo qelizë përmban jo një, por tre lloje të polimerazave të ndryshme të ARN-së. Midis tyre:
- ARN polimeraza I. Është përgjegjëse për transkriptimin e gjeneve të ARN-së ribozomale (me përjashtim të nënnjësive ribozomale të ARN-së 5S).
- ARN polimeraza II. Detyra e tij është të sintetizojë acidet ribonukleike të informacionit normal (shabllon), të cilat më pas marrin pjesë në përkthim.
- ARN polimeraza III. Funksioni i këtij lloji të polimerazës është të sintetizojë ARN 5S-ribozomale.
Së dyti, për njohjen e promotorit në qelizat eukariote nuk mjafton të kemi vetëm një polimerazë. Peptide të veçanta të quajtura proteina TF gjithashtu marrin pjesë në fillimin e transkriptimit. Vetëm me ndihmën e tyre ARN polimeraza mund të zbresë në ADN dhe të fillojë sintezën e një molekule të acidit ribonukleik.
Kuptimi i transkriptimit
Molekula e ARN-së, e cila formohet në shabllonin e ADN-së, më pas bashkohet me ribozomet, ku informacioni lexohet prej tij dhe proteina sintetizohet. Procesi i formimit të peptideve është shumë i rëndësishëm për qelizën, sepse Pa këto komponime organike, aktiviteti normal i jetës është i pamundur: ato janë kryesisht baza për enzimat më të rëndësishme të të gjitha reaksioneve biokimike.
Transkriptimi në biologji është gjithashtu një burim i rARN-së, i cili si dhe tARN-së, të cilët janë të përfshirë në transferimin e aminoacideve gjatë përkthimit në këto struktura jo membranore. Mund të sintetizohen edhe SnARN (ato të vogla bërthamore), funksioni i të cilave është të bashkojë të gjitha molekulat e ARN-së.
konkluzioni
Përkthimi dhe transkriptimi në biologji luajnë një rol jashtëzakonisht të rëndësishëm në sintezën e molekulave të proteinave. Këto procese janë përbërësi kryesor i dogmës qendrore të biologjisë molekulare, e cila thotë se ARN sintetizohet në matricën e ADN-së, dhe ARN, nga ana tjetër, është baza për fillimin e formimit të molekulave të proteinave.
Pa transkriptim, do të ishte e pamundur të lexohej informacioni që është i koduar në treshe të acidit deoksiribonukleik. Kjo dëshmon edhe një herë rëndësinë e procesit në nivel biologjik. Çdo qelizë, qoftë ajo prokariote apo eukariote, duhet të sintetizojë vazhdimisht molekula të reja dhe të reja proteinike që nevojiten aktualisht për të ruajtur jetën. Prandaj, transkriptimi në biologji është faza kryesore në punën e secilës qelizë individuale të trupit.
Biosinteza e ARN - transkriptimi - procesi i leximit të informacionit gjenetik nga ADN-ja, në të cilin sekuenca nukleotide e ADN-së është e koduar si një sekuencë nukleotide e ARN-së. Përdoret si energji dhe substrat - nukleozid-3-fosfat me ribozë. Ajo është e bazuar parimi i komplementaritetit- një proces konservativ - një ARN e re me një zinxhir sintetizohet gjatë gjithë interfazës, fillon në rajone të caktuara - promotorë, përfundon në terminatorë dhe rajoni midis tyre - një operon (transkripton) - përmban një ose më shumë gjene të lidhur funksionalisht, ndonjëherë. që përmbajnë gjene që nuk kodojnë proteinat. Dallimet e transkriptimit: 1) transkriptohen gjenet individuale. 2) nuk kërkohet abetare. 3) riboza përfshihet në ARN, jo deoksiriboza.
Fazat e transkriptimit: 1) lidhja e ARN polimerazës me ADN-në. 2) fillimi - formimi i një zinxhiri ARN. 3) zgjatja ose rritja e vargut të ARN-së. 4) përfundimi.
Faza 1 - zona me të cilën lidhet ARN polimeraza quhet promotor (40 çifte nukleotide) - ka një vend njohjeje, ngjitjeje dhe fillimi. ARN polimeraza, duke njohur promotorin, ulet mbi të dhe formon një kompleks promotor të mbyllur, në të cilin ADN-ja spiralizohet dhe kompleksi mund të shkëputet lehtësisht dhe të shndërrohet në një kompleks promotor të hapur - lidhjet janë të forta, baza azotike kthehet nga jashtë.
Faza 2 - fillimin Sinteza e ARN-së konsiston në formimin e disa lidhjeve në zinxhirin e ARN-së; sinteza fillon në një varg të ADN-së 3'-5' dhe vazhdon në drejtimin 5'-3'. Faza përfundon me ndarjen e nën-njësisë b.
Faza 3 - zgjatim– Zgjatimi i zinxhirit të ARN-së – ndodh për shkak të polimerazës Core-rRNA. Vargu i ADN-së despiralohet në 18 çifte, dhe në 12 çifte është një hibrid - një hibrid i zakonshëm i ADN-së dhe ARN-së. ARN polimeraza lëviz përgjatë zinxhirit të ADN-së dhe më pas rikthen zinxhirin e ADN-së. Në eukariotët, kur ARN arrin 30 nukleotide, një strukturë mbrojtëse e kapakëve formohet në skajin 5'.
Faza 4 - përfundimin– ndodh në terminatorë. Në zinxhir ka një seksion të pasur me GC, dhe më pas nga 4 deri në 8 A të njëpasnjëshme. Pas kalimit nëpër seksion, në produktin e ARN-së formohet një shirit flokësh dhe enzima nuk shkon më tej, sinteza ndalon. Një rol të rëndësishëm luhet nga faktori i përfundimit të proteinave - rho dhe kulla. Ndërsa sinteza po vazhdonte, pirofosfati frenoi proteinën rho, sepse enzima ndaloi (fikë) u ndal sinteza e acidit fosforik. Proteina rho aktivizohet dhe shfaq aktivitet nukleozid fosfatazë, e cila çon në çlirimin e ARN, ARN polimerazës, e cila më pas kombinohet me nënnjësinë.
Përpunimi - Maturimi i ARN-së. Përfshin: 1) formimin e një kapaku në skajin 5', i përfshirë në lidhjen me ribozomin. 2) në skajin 3' ndodh poliadenilimi dhe formohet një bisht prej njëqind deri në dyqind nukleotide adenil; ai mbron '-fundin nga veprimi i nukleazave dhe ndihmon për të kaluar nëpër poret bërthamore dhe luan një rol në bashkimin e ribozomit. . 3) bashkim - sekuencat jo-koduese - intronet - janë prerë. Kjo ndodh në dy mënyra: a) kryhet nga spliceosome - është një nukleoproteinë që përmban një numër proteinash dhe ARN të vogël bërthamore. Në fillim, intronet zgjidhen, duke lënë vetëm sekuenca koduese - ekzone. Enzimat endonukleaza presin dhe ligazat bashkojnë së bashku ekzonet e mbetura. QE. intronet janë zhdukur. Ndarja alternative - disa proteina formohen nga një sekuencë e acidit nukleik të ARN-së. Vetë-lidhja është heqja e pavarur e introneve. Çrregullimi i bashkimit: 1) lupus eritematoz sistemik. 2) fenilketonuria. 3) hemoglobinopati. ARN lajmëtare prokariotike nuk përpunohet sepse ata nuk kanë introne. përpunimi i tRNA. Pararendësi i tARN shkëputet dhe hiqet nukleotidi 5'-3' Q P. Në skajin 3' shtohet një sekuencë CCA me një grup OH dhe në skajin 5' shtohet një bazë purine e fosforiluar. Lak Duhidrouridine - ARSase. përpunimi i rRNA. Pararendësi i rARN-së, ARN proribozomale 45S, sintetizohet në bërthamë dhe ekspozohet ndaj ribonukleazave për të prodhuar 5.8S 18S 28S. Ata janë 70% të spiralizuar. rARN luan një rol në formimin e ribozomit dhe është i përfshirë në proceset katalitike. Nën-njësia formohet nga rARN në bërthamë. Nën-njësia e vogël është 30S, nënnjësia e madhe është 50S dhe ribozomi 70S formohet te prokariotët, tek eukariotët 40S + 60S = 80S. Formimi i ribozomit ndodh në citoplazmë.
Vendet e ribozomit për lidhjen e ARN-së: 1) në nënnjësi të vogla që kanë sekuencën Shine-Dalgorn të mARN 5'GGAGG3' 3'CCUTCC5'. ARN-ja e dërguar është ngjitur në nën-njësinë e vogël. Në eukariotët, vendi i lidhjes CEP për mRNA. Vendi i lidhjes së tRNA: a) P-site - qendër peptidil për lidhjen e mARN-së me zinxhirin peptid në rritje - peptidil-tARN-lidhja. b) A-siti - për lidhjen e tARN-së me një aminoacide - vend aminoacil 2) Në nënnjësinë e madhe gjendet një vend E me aktivitet peptidiltransferazë.
Transkriptimi i kundërt karakteristikë e retroviruseve ose viruseve që përmbajnë ARN - virusi i infeksionit HIV, onkoviruset.
Në zinxhirin e ARN-së, sinteza e ADN-së ndodh nën veprimin e enzimës së kundërt transkriptazës ose revertazës, ose ADN-ARN polimerazës. Duke pushtuar qelizën strehuese, ndodh sinteza e ADN-së, e cila integrohet në ADN-në e bujtësit dhe fillon transkriptimin e ARN-së së tij dhe sintezën e proteinave të veta.
Kodi gjenetik, karakteristikat e tij. Kodi gjenetik është sekuenca nukleotide e molekulës rRNA, e cila përmban fjalë kodike për çdo aminoacid. Ai konsiston në një sekuencë të caktuar të rregullimit të nukleotideve në një molekulë të ADN-së.
Karakteristike. 1) kodi gjenetik i trefishtë - d.m.th. Çdo a/k është i koduar me tre nukleotide. 2) kodi gjenetik për a/k është i degjeneruar ose i tepërt - shumica dërrmuese e a/k janë të koduara nga disa kodone. Janë formuar gjithsej 64 treshe, nga të cilat 61 treshe kodojnë një a/k të veçantë, dhe tre treshe - AUG, UAA, UGA - janë kodone të pakuptimta, sepse ato nuk kodojnë asnjë nga 20 a/k dhe kryejnë funksionin e përfundimit të sintezës. 3) Kodi gjenetik është i vazhdueshëm, nuk ka shenja pikësimi, d.m.th. sinjale që tregojnë fundin e një treshe dhe fillimin e një tjetri. Kodi është linear, me një drejtim, i vazhdueshëm. Për shembull - ACGUTSGACC. 4) kodoni i aktivizimit të sintezës është trefishi AUG. 5) Kodi gjenetik është universal.
22. Transmetimi - biosinteza e proteinave. Fazat e përkthimit: 1) inicimi. 2) zgjatim. 3) përfundimi. Inicimi– ndodh aktivizimi i kondicionerit.
ARN-ja inicuese do të ndërveprojë me 1 a/k të proteinës së ardhshme vetëm me një grup karboksil, dhe 1 a/k mund të sigurojë vetëm një grup NH 2 për sintezë, d.m.th. sinteza e proteinave fillon në skajin N.
Montimi i kompleksit inicues në një nëngrimcë të vogël. Faktorët: 30S mRNA fomilmetionil tRNA IF 123 Mg 2+ GTP – burim energjie
Nën-njësia e vogël, e ngarkuar me faktorë inicues, gjen kodonin fillestar AUG ose GUG në mARN dhe korniza e leximit vendoset përgjatë saj, d.m.th. Kodoni fillestar vendoset në vendin P. Formmetionil tRNA i afrohet, i cili shoqërohet me çlirimin e faktorit IF 3, më pas ngjitet nën-njësia e madhe dhe lirohet IF 1 dhe IF2, ndodh hidroliza e 1GTP dhe formohet një ribozom. Zgjatimi– cikli i punës së ribozomit. Përfshin tre hapa: 1) lidhjen e aatRNA në vendin A sepse vendi P është i zënë - nevojiten faktorët e zgjatjes EF-TU, EF-TS dhe GTP.. 2) transpeptidimi Vendi E transferon aminoacidin dhe krijohet një lidhje peptide. Faktorët e zgjatjes në prokariotët: EF-TU, EF-TS, EF-G. 3 )Translokimi– së pari, tARN-ja e deaciluar EF-G e faqes P largohet nga ribozomi, duke lëvizur 1 treshe drejt skajit 3’; lëvizja e peptidit nga A në vendin P - përdoret GTP dhe faktori i zgjatjes - translokaza EF-G, vendi A është përsëri i lirë dhe procesi përsëritet. Përfundimi– njohja e kodoneve të terminimit UAA, UGA, UAG me ndihmën e faktorëve çlirues RF 1 2 3. Kur kodoni terminal hyn në vendin A, tARN nuk ngjitet në të, por ngjitet një nga faktorët e përfundimit, i cili bllokon zgjatjen. , e cila shoqërohet me aktivizimin e aktivitetit të esterazës së seksionit të peptidil transferazës E. Ndodh hidroliza e lidhjeve esterike midis peptidit dhe tARN-së, ribozomi largohet nga peptidi, tARN dhe shpërndahet në nënnjësi, të cilat më pas mund të përdoren.
Formimi i strukturës ndodh njëkohësisht me ndihmën e proteinave chaperone - proteinat e goditjes së nxehtësisë. Sinteza e një lidhjeje peptide kërkon 1ATP për aminoacilimin e tRNA (shtimi i aminoacideve), 1GTP për lidhjen e aatRNA me vendin A dhe 1GTP për translokimin. Konsumi i energjisë i rreth 4 lidhjeve me energji të lartë për sintezën e një lidhje peptide.
23. Operoni i laktozës. Replikimi rregullohet nga përqendrimi i proteinës së ADN-së dhe tetrafosfatit të guanozinës. Rregullimi kryesor i shprehjes së gjeneve kryhet në nivelin e transkriptimit (në varësi të fazës së zhvillimit të qelizave, të gjithë faktorëve, veprimit të hormoneve dhe përbërësve të tjerë rregullator). Në qelizat e indeve të ndryshme, vetëm 5% e gjeneve janë të shprehura, 97% janë të heshtura - ADN-ja e mbeturinave - rregullatorët e transkriptimit janë kronomerë dhe një numër sekuencash rregullatore. Nëse lidhja e një proteine rregullatore me ADN-në shkakton transkriptim, atëherë ky është rregullim pozitiv (+), nëse shtypja e transkriptimit është rregullim negativ (-). Rregullimi pozitiv– gjen fiket, ngjitja e një proteine rregullatore çon në fillimin e sintezës dhe përfundimisht gjeni ndizet. QE. një proteinë rregulluese mund të jetë një nxitës ose një aktivizues . Rregullimi negativ– gjen aktivizohet, ndodh sinteza e ARN-së, nëse lidhet një faktor rregullues i proteinave (frenues ose represor i sintezës së proteinave), gjeni fiket. Shumë hormone dhe faktorë të tjerë ndikojnë në lidhjen e proteinës rregullatore. Operon laktozë E. Coli– rregullimi negativ. Elementet kryesore të punës së saj: në një molekulë ADN - një rajon rregullator, një promotor, një pro-operon dhe tre gjene strukturore: vonesa 1, vonesa 2, vonesa 3 dhe terminator. Lag 1 - kryen sintezën e enzimës laktazë ose beta-galaktozidazë. Lag 2 është një enzimë permiase që është e përfshirë në transportin e laktozës nëpër membranë. Lag 3 është një enzimë transacylase. Rregullator - sinteza e mARN-së në ribozomë, çon në formimin e një proteine represore, ajo i bashkëngjitet operatorit (pasi ka afinitet), ulet mbi të dhe meqenëse rajonet e promotorit dhe operonit mbivendosen - ARN polimeraza nuk mund të lidhet me promotorin dhe transkriptimi është i fikur. Glukoza dhe galaktoza ofrojnë ngjashmëri midis represorit dhe operatorit. Nëse nuk ka ngjashmëri, laktoza ndërvepron me represorin, duke ndryshuar transformimin e tij dhe nuk ulet në operon, sepse humbet ngjashmërinë me të. ARN polimeraza zbret në promotorin dhe fillon transkriptimi i ARN-së mesazher. Laktoza është një nxitës, dhe procesi është induksion - një formë e rregullimit negativ, e quajtur kështu sepse transkriptimi ndalon për shkak të lidhjes së një represori dhe ndarja e tij çon në fillimin e sintezës. Rregullimi pozitiv – faktori TATA– ka ngjashmëri me seksionin e kutisë TATA. Faktori TATA zbret në kutinë TATA - një sinjal që ARN polimeraza të njohë promotorin e saj, ulet mbi të dhe fillon transkriptimin e gjeneve të afërta. Në prokariotët, rregullimi negativ mbizotëron; për eukariotët kjo nuk është e dobishme. Rajonet përmirësuese (përmirësuesit e transkriptimit) + proteina rregullatore çon në rritjen e transkriptimit. Sensorët + proteina rregullatore à çaktivizon transkriptimin dhe ndryshon strukturën e kromozomeve.
