Karbon formundaki yaşam, protein moleküllerinin varlığı nedeniyle var olur. Hücredeki protein biyosentezi ise gen ekspresyonu için tek olasılıktır. Ancak bu süreci uygulamak için genetik bilginin "paketinden çıkarılması", istenen genin aranması, okunması ve çoğaltılmasıyla ilgili bir dizi sürecin başlatılması gerekir. Biyolojide "transkripsiyon" terimi özellikle bilginin bir genden haberci RNA'ya aktarılması sürecini ifade eder. Bu biyosentezin, yani genetik bilginin doğrudan uygulanmasının başlangıcıdır.
Genetik bilginin saklanması
Canlı organizmaların hücrelerinde genetik bilgi çekirdekte, mitokondride, kloroplastlarda ve plazmidlerde lokalizedir. Mitokondri ve kloroplastlar az miktarda hayvan ve bitki DNA'sı içerirken, bakteriyel plazmidler çevre koşullarına hızlı adaptasyondan sorumlu genlerin depolandığı yerdir.
Viral cisimlerde kalıtsal bilgi aynı zamanda RNA veya DNA polimerleri formunda da depolanır. Ancak uygulama süreci aynı zamanda transkripsiyon ihtiyacıyla da ilişkilidir. Biyolojide bu süreç, kalıtsal bilginin uygulanmasına yol açan ve protein biyosentezini tetikleyen süreç olduğu için olağanüstü bir öneme sahiptir.
Hayvan hücrelerinde kalıtsal bilgi, çekirdeğin içinde kompakt bir şekilde paketlenmiş bir DNA polimeri ile temsil edilir. Bu nedenle, protein sentezinden veya herhangi bir genin okunmasından önce belirli aşamaların geçmesi gerekir: yoğunlaştırılmış kromatinin çözülmesi ve istenen genin "serbest bırakılması", bunun enzim molekülleri tarafından tanınması, transkripsiyon.
Biyoloji ve biyolojik kimyada bu aşamalar zaten incelenmiştir. Birincil yapısı tek bir gende kodlanan bir proteinin sentezine yol açarlar.
Ökaryotik hücrelerde transkripsiyon modeli
Biyolojide transkripsiyon yeterince çalışılmamış olmasına rağmen dizisi geleneksel olarak bir diyagram şeklinde sunulur. Başlangıç, uzama ve sonlanmadan oluşur. Bu, tüm sürecin üç bileşenli olguya bölündüğü anlamına gelir.
Başlatma, transkripsiyonun başlangıcına yol açan bir dizi biyolojik ve biyokimyasal süreçtir. Uzamanın özü, moleküler zincirin sürekli büyümesidir. Sonlandırma, RNA sentezinin durmasına yol açan bir dizi işlemdir. Bu arada, protein biyosentezi bağlamında, biyolojideki transkripsiyon süreci genellikle haberci RNA'nın sentezi ile tanımlanır. Buna dayanarak daha sonra bir polipeptit zinciri sentezlenecektir.
Başlatma
Başlatma, biyolojide en az anlaşılan transkripsiyon mekanizmasıdır. Biyokimyasal açıdan ne olduğu bilinmiyor. Yani, transkripsiyonu tetikleyen spesifik enzimler hiçbir şekilde tanınmamaktadır. Ayrıca, yeni bir proteinin sentezine duyulan ihtiyacı gösteren hücre içi sinyaller ve bunların iletim yöntemleri de bilinmemektedir. Bu sitoloji ve biyokimya için temel bir görevdir.
Uzama
Belirli enzimlerin ve tetikleyici faktörlerin varlığını doğrulamak için tasarlanmış laboratuvar çalışmalarının yapılmasının imkansızlığı nedeniyle, başlama ve uzama sürecini zaman içinde ayırmak henüz mümkün değildir. Dolayısıyla bu sınır çok şartlı. Uzatma işleminin özü, DNA şablon bölümü temelinde sentezlenen büyüyen zincirin uzatılmasına dayanır.
Uzamanın, RNA polimerazın ilk translokasyonundan ve ilk kadonun RNA'nın başlangıç bölgesine bağlanmaya başlamasından sonra başladığına inanılmaktadır. Uzatma sırasında, iki şerite bölünmüş, despiralize edilmiş bir DNA bölümündeki 3"-5" şerit yönünde kadonlar okunur. Aynı zamanda büyüyen RNA zincirine şablon DNA bölgesine tamamlayıcı yeni nükleotidler eklenir. Bu durumda DNA, 12 nükleotid, yani 4 kadon genişliğe kadar "genişletilir".
RNA polimeraz enzimi büyüyen zincir boyunca hareket eder ve onun "arkasında" DNA, nükleotidler arasındaki hidrojen bağlarının restorasyonu ile çift sarmallı bir yapıya ters "çapraz bağlanır". Bu kısmen biyolojide hangi sürecin transkripsiyon olarak adlandırıldığı sorusunu yanıtlıyor. Transkripsiyonun ana aşaması uzamadır, çünkü seyri sırasında gen ve protein sentezi arasındaki sözde aracı bir araya gelir.
Sonlandırma
Ökaryotik hücrelerde transkripsiyonun sonlandırılması süreci tam olarak anlaşılamamıştır. Şimdiye kadar bilim insanları, işin özünü, DNA okumasını 5" ucunda durdurmaya ve RNA'nın 3" ucuna bir grup adenin bazı eklemeye indirgediler. İkinci işlem, elde edilen RNA'nın kimyasal yapısının stabilize edilmesini sağlar. Bakteri hücrelerinde iki tip sonlanma vardır. Rho'ya bağımlı ve Rho'dan bağımsız bir süreçtir.
Birincisi Rho proteininin varlığında meydana gelir ve DNA'nın şablon bölgesi ile sentezlenen RNA arasındaki hidrojen bağlarının basit bir şekilde kopmasına indirgenir. İkincisi, Rho'dan bağımsız, eğer arkasında bir dizi urasil baz varsa kök ilmeğin ortaya çıkmasından sonra meydana gelir. Bu kombinasyon RNA'nın DNA şablonundan ayrılmasına neden olur. Transkripsiyonun sonlandırılmasının enzimatik bir süreç olduğu açıktır ancak buna yönelik spesifik biyokatalizörler henüz bulunamamıştır.
Viral transkripsiyon
Viral cisimlerin kendi protein biyosentez sistemi yoktur ve bu nedenle hücreleri kullanmadan çoğalamazlar. Ancak virüslerin, enfekte olmuş hücrelerin genlerine entegre edilmesi ve gerçekleştirilmesi gereken kendi genetik materyalleri vardır. Bunu yapmak için, nükleik asitlerini kopyalayan bir dizi enzime sahiptirler (veya hücre enzim sistemlerinden yararlanırlar). Yani bu enzim, virüsün genetik bilgisine dayanarak haberci RNA'nın bir analoğunu sentezler. Ancak bu kesinlikle RNA değil, örneğin insan genlerini tamamlayıcı bir DNA polimeridir.
Bu, HIV virüsü örneğinde görülebileceği gibi, biyolojideki geleneksel transkripsiyon ilkelerini tamamen ihlal etmektedir. Ters enzim enzimi, viral RNA'dan insan nükleik asidine tamamlayıcı DNA sentezleme yeteneğine sahiptir. Tamamlayıcı DNA'nın RNA'dan sentezlenmesi sürecine ters transkripsiyon denir. Bu, virüsün kalıtsal bilgilerinin insan genomuna entegrasyonundan sorumlu sürecin biyolojideki tanımıdır.
Yabancı dil öğrenirken transkripsiyon kavramıyla karşılaşırız. Bilinmeyen kelimeleri doğru şekilde yeniden yazmamıza ve telaffuz etmemize yardımcı olur. Doğa bilimlerinde bu terimin anlamı nedir? Biyolojide transkripsiyon, protein biyosentezi reaksiyonları sisteminde önemli bir süreçtir. Hücrenin, içinde inşaat, koruma, sinyal verme, taşıma ve diğer işlevleri yerine getirecek peptitleri kendisine sağlamasına izin veren şey budur. Yalnızca DNA lokusundan bilginin bir bilgilendirici ribonükleik asit molekülüne yeniden yazılması, biyokimyasal çeviri reaksiyonları sağlayan hücrenin protein sentezleme aparatını tetikler.
Bu yazıda çeşitli organizmalarda meydana gelen transkripsiyon ve protein sentezi aşamalarına bakacağız ve bu süreçlerin moleküler biyolojideki önemini de belirleyeceğiz. Ayrıca transkripsiyonun ne olduğuna dair bir tanım vereceğiz. Biyolojide bizi ilgilendiren süreçlere ilişkin bilgiler sitoloji, moleküler biyoloji, biyokimya gibi bölümlerden elde edilebilir.
Matris sentezi reaksiyonlarının özellikleri
Genel kimya dersinde incelenen temel kimyasal reaksiyon türlerine aşina olanlar için matris sentezi süreçleri tamamen yeni olacaktır. Bunun nedeni şudur: Canlı organizmalarda meydana gelen bu tür reaksiyonlar, ana moleküllerin özel bir kod kullanılarak kopyalanmasını sağlar. Hemen keşfedilmedi; kalıtsal bilgiyi depolamak için iki farklı dilin varlığı fikrinin iki yüzyıl boyunca yayıldığını söylemek daha doğru: 19. yüzyılın sonundan 20. yüzyılın ortasına kadar. Biyolojide transkripsiyon ve çevirinin ne olduğunu ve neden matris sentezi reaksiyonlarına atıfta bulunduklarını daha iyi hayal etmek için, bir benzetme amacıyla teknik terimlere dönelim.
Her şey matbaadaki gibi
Örneğin popüler bir gazetenin yüz bin kopyasını basmamız gerektiğini düşünün. İçine giren tüm malzeme ana taşıyıcıda toplanır. Bu ilk örüntüye matris adı verilir. Daha sonra matbaalarda çoğaltılır - kopyalar yapılır. Canlı bir hücrede de benzer süreçler meydana gelir; yalnızca DNA ve mRNA molekülleri dönüşümlü olarak şablon görevi görür ve haberci RNA ve protein molekülleri kopya görevi görür. Onlara daha detaylı bakalım ve biyolojideki transkripsiyonun hücre çekirdeğinde meydana gelen matris sentezi reaksiyonu olduğunu öğrenelim.
Genetik kod, protein biyosentezinin sırrının anahtarıdır
Modern moleküler biyolojide artık hiç kimse hangi maddenin kalıtsal özelliklerin taşıyıcısı olduğunu ve istisnasız vücudun tüm proteinleri hakkında veri depoladığını tartışmıyor. Tabii ki deoksiribonükleik asittir. Bununla birlikte, nükleotidlerden oluşur ve bileşimi hakkında bilgi depolanan proteinler, DNA monomerleriyle herhangi bir kimyasal afinitesi olmayan amino asit molekülleri tarafından temsil edilir. Yani iki farklı dille karşı karşıyayız. Birindeki kelimeler nükleotidler, diğerindeki kelimeler ise amino asitlerdir. Transkripsiyon sonucunda elde edilen bilgiyi yeniden kodlayacak çevirmen olarak ne görev yapacak? Moleküler biyoloji, bu rolün genetik kod tarafından oynandığına inanmaktadır.
Hücresel kodun benzersiz özellikleri
Aşağıda tablosu sunulan kod budur. Sitologlar, genetikçiler ve biyokimyacılar bunun yaratılması üzerinde çalıştı. Ayrıca kodun geliştirilmesinde kriptografi bilgisinden yararlanıldı. Kurallarını dikkate alarak, sentezlenen proteinin birincil yapısını oluşturmak mümkündür, çünkü biyolojide çeviri, bir peptidin yapısı hakkındaki bilgilerin RNA nükleotidleri dilinden bir proteinin amino asitleri diline çevrilmesi işlemidir. molekül.
Canlı organizmalarda kodlama fikri ilk kez G. A. Gamov tarafından dile getirildi. Daha sonraki bilimsel gelişmeler, temel kurallarının formüle edilmesine yol açtı. İlk olarak, 20 amino asitten oluşan yapının, haberci RNA'nın 61 üçlüsünde şifrelendiği tespit edildi ve bu da kod dejenerasyonu kavramına yol açtı. Daha sonra protein biyosentez sürecinin başlangıcı ve bitişi olarak görev yapan ness olmayan kodonların bileşimini belirledik. Daha sonra genetik kodun uyumlu teorisini tamamlayan eşdoğrusallık ve evrenselliğe ilişkin hükümler ortaya çıktı.
Transkripsiyon ve çeviri nerede gerçekleşir?
Biyolojide, hücredeki yapı ve biyokimyasal süreçleri (sitoloji ve moleküler biyoloji) inceleyen bölümlerinin birçoğu, matris sentezi reaksiyonlarının lokalizasyonunu belirledi. Böylece, çekirdekte RNA polimeraz enziminin katılımıyla transkripsiyon meydana gelir. Karyoplazmasında, bir mRNA molekülü, tamamlayıcılık ilkesine göre serbest nükleotidlerden sentezlenir ve peptidin yapısı hakkındaki bilgiler tek bir yapısal genden kopyalanır.
Daha sonra hücre çekirdeğini nükleer zarftaki gözeneklerden terk eder ve hücrenin sitoplazmasına ulaşır. Burada mRNA'nın, taşıyıcı ribonükleik asit moleküllerini karşılamaya hazır bir yapı olan bir polisom oluşturmak için birkaç ribozomla birleşmesi gerekir. Görevleri, amino asitleri başka bir matris sentezi reaksiyonu olan çeviri alanına getirmektir. Her iki reaksiyonun mekanizmalarını ayrıntılı olarak ele alalım.
MRNA moleküllerinin oluşumunun özellikleri
Biyolojide transkripsiyon, DNA yapısal geninden bir peptidin yapısı hakkındaki bilgilerin, bilgilendirici olarak adlandırılan bir ribonükleik asit molekülüne yeniden yazılmasıdır. Daha önce de söylediğimiz gibi hücrenin çekirdeğinde meydana gelir. Öncelikle DNA kısıtlama enzimi, deoksiribonükleik asit zincirlerini birbirine bağlayan hidrojen bağlarını kırar ve sarmalı çözülür. RNA polimeraz enzimi serbest polinükleotid bölgelerine bağlanır. Bilgilendirici bölümlere (eksonlar) ek olarak boş nükleotid dizileri (intronlar) içeren bir mRNA molekülü olan bir kopyanın montajını etkinleştirir. Balasttırlar ve çıkarılmaları gerekir. Bu sürece moleküler biyolojide işleme veya olgunlaşma denir. Bu, transkripsiyonu tamamlar. Biyoloji bunu kısaca şöyle açıklıyor: Nükleik asit ancak gereksiz monomerleri kaybederek çekirdeği terk edebilecek ve protein biyosentezinin sonraki aşamalarına hazır olabilecektir.
Virüslerde ters transkripsiyon
Hücresiz yaşam formları, prokaryotik ve ökaryotik hücrelerden yalnızca dış ve iç yapıları açısından değil, aynı zamanda matris sentezi reaksiyonları açısından da çarpıcı biçimde farklıdır. Geçen yüzyılın yetmişli yıllarında bilim, genomu iki RNA zincirinden oluşan organizmalar olan retrovirüslerin varlığını kanıtladı. Terstaz enziminin etkisi altında bu tür viral parçacıklar, DNA moleküllerini ribonükleik asit bölümlerinden kopyalar ve bunlar daha sonra konakçı hücrenin karyotipine dahil edilir. Gördüğümüz gibi, bu durumda kalıtsal bilginin kopyalanması ters yönde ilerliyor: RNA'dan DNA'ya. Bu kodlama ve okuma biçimi, örneğin çeşitli kanser türlerine neden olan patojenik ajanların karakteristik özelliğidir.
Ribozomlar ve hücresel metabolizmadaki rolleri
Peptitlerin biyosentezini içeren plastik metabolik reaksiyonlar hücrenin sitoplazmasında meydana gelir. Bitmiş bir protein molekülü elde etmek için yapısal bir genden nükleotid dizisini kopyalayıp sitoplazmaya aktarmak yeterli değildir. Bilgiyi okuyacak ve amino asitlerin peptid bağları yoluyla tek zincir halinde bağlanmasını sağlayacak yapılara da ihtiyaç vardır. Bunlar, yapısı ve işlevleri moleküler biyolojide büyük ilgi gören ribozomlardır. Transkripsiyonun nerede meydana geldiğini zaten öğrendik - bu, çekirdeğin karyoplazmasıdır. Çeviri işlemlerinin yeri hücre sitoplazmasıdır. İçinde protein sentezleyen organellerin - ribozomların - gruplar halinde oturduğu endoplazmik retikulum kanalları bulunur. Ancak bunların varlığı henüz plastik reaksiyonların başlamasını garanti etmez. Protein monomer moleküllerini (amino asitleri) polisoma ulaştıracak yapılara ihtiyacımız var. Bunlara taşıma ribonükleik asitleri denir. Bunlar nelerdir ve yayıncılıktaki rolleri nelerdir?
Amino asit taşıyıcıları
Uzaysal konfigürasyonlarındaki küçük transfer RNA molekülleri, bir antikodon olan bir nükleotid dizisinden oluşan bir bölgeye sahiptir. Çeviri süreçlerinin yürütülebilmesi için bir inisiyatif kompleksinin ortaya çıkması gerekmektedir. Matriks üçlüsünü, ribozomları ve taşıma molekülünün tamamlayıcı bölgesini içermelidir. Böyle bir kompleks organize olur olmaz bu, protein polimerinin birleştirilmesinin başlaması için bir sinyaldir. Biyolojide hem çeviri hem de transkripsiyon, her zaman enerjinin emilimini içeren asimilasyon süreçleridir. Bunları gerçekleştirmek için hücre, çok sayıda adenosin trifosforik asit molekülü biriktirerek önceden hazırlanır.
Bu enerji maddesinin sentezi, istisnasız tüm ökaryotik hücrelerin en önemli organelleri olan mitokondride meydana gelir. Hücre yaşam döngüsünün presentetik aşamasında ve replikasyon reaksiyonlarından sonra bir yer kaplayan, matris sentezi reaksiyonlarının başlangıcından önce gelir. ATP moleküllerinin parçalanması, transkripsiyon işlemlerine ve translasyon reaksiyonlarına eşlik eder; bu işlem sırasında açığa çıkan enerji, hücre tarafından organik maddelerin biyosentezinin tüm aşamalarında kullanılır.
Yayın aşamaları
Bir polipeptit oluşumuna yol açan reaksiyonların başlangıcında, 20 çeşit protein monomeri, belirli taşıma asitleri moleküllerine bağlanır. Buna paralel olarak hücrede polisom oluşumu meydana gelir: ribozomlar, başlangıç kodonunun bulunduğu yerde matrise bağlanır. Biyosentezin başlangıcı başlar ve ribozomlar mRNA üçlüleri boyunca hareket eder. Amino asitleri taşıyan moleküller onlar için uygundur. Polisomdaki kodon, taşıma asitlerinin antikodonuna tamamlayıcı ise, o zaman amino asit ribozomda kalır ve ortaya çıkan polipeptit bağı, onu zaten orada bulunan amino asitlere bağlar. Protein sentezleyen organel durma üçlüsüne (genellikle UAG, UAA veya UGA) ulaştığında çeviri durur. Sonuç olarak ribozom, protein parçacığı ile birlikte mRNA'dan ayrılır.
Bir peptid doğal formunu nasıl kazanır?
Çevirinin son aşaması, proteinin birincil yapısının kürecik şeklindeki üçüncül forma geçiş sürecidir. Enzimler gereksiz amino asit kalıntılarını uzaklaştırır, monosakkaritler veya lipitler ekler ve ayrıca karboksil ve fosfat gruplarını da sentezler. Bütün bunlar, peptidin biyosentezin tamamlanmasından sonra girdiği endoplazmik retikulumun boşluklarında gerçekleşir. Daha sonra doğal protein molekülü kanallara geçer. Sitoplazmaya nüfuz ederek peptidin sitoplazmanın belirli bir alanına girmesini ve daha sonra hücrenin ihtiyaçları için kullanılmasını sağlamaya yardımcı olurlar.
Bu makalede, biyolojide çeviri ve transkripsiyonun, organizmanın kalıtsal eğilimlerinin korunması ve iletilmesinin altında yatan matris sentezinin ana reaksiyonları olduğunu öğrendik.
İlk olarak, transkripsiyondan başlayarak protein biyosentezindeki adımların sırasını oluşturun. Protein moleküllerinin sentezi sırasında meydana gelen tüm süreç dizisi 2 aşamada birleştirilebilir:
Transkripsiyon.
Yayın.
Kalıtsal bilginin yapısal birimleri genlerdir - belirli bir proteinin sentezini kodlayan DNA molekülünün bölümleri. Kimyasal organizasyon açısından prokaryot ve ökaryotlardaki kalıtım ve değişkenlik materyali temel olarak farklı değildir. İçlerindeki genetik materyal DNA molekülünde sunulur; kalıtsal bilgilerin ve genetik kodun kaydedilmesi ilkesi de yaygındır. Pro- ve ökaryotlardaki aynı amino asitler aynı kodonlar tarafından şifrelenir.
Modern prokaryotik hücrelerin genomu nispeten küçük bir boyutla karakterize edilir, E. coli'nin DNA'sı yaklaşık 1 mm uzunluğunda bir halka şeklindedir. Yaklaşık 4000 gen oluşturan 4x106 nükleotid çifti içerir. 1961'de F. Jacob ve J. Monod, tamamen kodlayıcı nükleotid dizilerinden oluşan ve tamamen protein sentezi sırasında gerçekleşen prokaryotik genlerin sistronik veya sürekli organizasyonunu keşfettiler. Prokaryotların DNA molekülünün kalıtsal materyali doğrudan hücrenin sitoplazmasında bulunur, burada gen ifadesi için gerekli tRNA ve enzimler de bulunur.İfade, genlerin fonksiyonel aktivitesi veya genlerin ifadesidir. Bu nedenle DNA'dan sentezlenen mRNA, protein sentezinin translasyonu sürecinde bir şablonun işlevini hemen yerine getirebilir.
Ökaryotik genom önemli ölçüde daha fazla kalıtsal materyal içerir. İnsanlarda diploid kromozom setindeki DNA'nın toplam uzunluğu yaklaşık 174 cm'dir, 3 x 10 9 çift nükleotid içerir ve 100.000'e kadar gen içerir. 1977'de çoğu ökaryotik genin yapısında "mozaik" gen adı verilen bir süreksizlik keşfedildi. Nükleotid dizilerinin kodlanmasıyla karakterize edilir. ekzonik Ve intronik araziler. Protein sentezi için yalnızca ekzonlardan gelen bilgiler kullanılır. İntronların sayısı farklı genlerde değişiklik gösterir. Tavuk ovalbümin geninin 7 intron, memeli prokollajen geninin ise 50 intron içerdiği tespit edilmiştir. Sessiz DNA intronlarının fonksiyonları tam olarak aydınlatılamamıştır. Aşağıdakileri sağladıkları varsayılmaktadır: 1) kromatinin yapısal organizasyonu; 2) bazıları açıkça gen ifadesinin düzenlenmesinde rol oynuyor; 3) intronlar değişkenlik açısından bir bilgi deposu olarak düşünülebilir; 4) mutajenlerin etkisini üstlenerek koruyucu bir rol oynayabilirler.
Transkripsiyon
Hücre çekirdeğindeki bilgilerin, DNA molekülünün bir kısmından mRNA molekülüne (mRNA) yeniden yazılması işlemine ne ad verilir? transkripsiyon(Latin Transkriptio - yeniden yazma). Birincil gen ürünü mRNA sentezlenir. Bu protein sentezinin ilk aşamasıdır. Karşılık gelen DNA bölgesinde, RNA polimeraz enzimi, transkripsiyonun başlangıcına ilişkin işareti tanır. promotr. Başlangıç noktası, enzim tarafından RNA transkriptine dahil edilen ilk DNA nükleotididir. Kural olarak kodlama bölgeleri AUG kodonuyla başlar; bazen bakterilerde GUG kullanılır. RNA polimeraz promotöre bağlandığında, DNA çift sarmalının lokal çözülmesi meydana gelir ve iplikçiklerden biri tamamlayıcılık ilkesine göre kopyalanır. mRNA sentezlenir, toplanma hızı saniyede 50 nükleotite ulaşır. RNA polimeraz hareket ettikçe mRNA zinciri büyür ve enzim kopyalama bölgesinin sonuna ulaştığında - sonlandırıcı mRNA şablondan uzaklaşır. Enzimin arkasındaki DNA çift sarmalı onarılır.
Prokaryotların transkripsiyonu sitoplazmada meydana gelir. DNA'nın tamamen kodlayıcı nükleotid dizilerinden oluşması nedeniyle, sentezlenen mRNA hemen çeviri için bir şablon görevi görür (yukarıya bakın).
Ökaryotlarda mRNA'nın transkripsiyonu çekirdekte meydana gelir. Olgunlaşmamış veya nükleer RNA olarak adlandırılan büyük moleküllerin - öncüllerin (pro-mRNA) senteziyle başlar. Genin birincil ürünü - pro-mRNA, DNA'nın kopyalanan bölümünün tam bir kopyasıdır, eksonları ve intronları içerir. Öncüllerden olgun RNA molekülleri oluşturma sürecine denir. işleme. mRNA olgunlaşması şu şekilde gerçekleşir: birleştirme- bunlar enzimler tarafından kesilir Kısıtlama enzimi intronlar ve bölgelerin transkripsiyona uğramış ekzon dizileri ile ligaz enzimleri ile bağlanması. (Şekil.) Olgun mRNA, pro-mRNA'nın öncü moleküllerinden çok daha kısadır; içlerindeki intronların boyutları 100 ila 1000 nükleotid veya daha fazlası arasında değişir. İntronlar tüm olgunlaşmamış mRNA'nın yaklaşık %80'ini oluşturur.
Artık bunun mümkün olduğu kanıtlandı alternatif birleştirme, nükleotid dizilerinin bir birincil transkriptten farklı kısımlarında çıkarılabileceği ve birkaç olgun mRNA'nın oluşturulacağı. Bu tür birleştirme, memelilerdeki immünoglobulin gen sisteminde tipiktir; bu, bir mRNA transkriptine dayalı olarak farklı tipte antikorların oluşturulmasını mümkün kılar.
İşleme tamamlandıktan sonra olgun mRNA, çekirdekten çıkmadan önce seçilir. Olgun mRNA'nın yalnızca% 5'inin sitoplazmaya girdiği ve geri kalanının çekirdekte bölündüğü tespit edilmiştir.
Yayın
Çeviri (Latince Çeviri - transfer, transfer), bir mRNA molekülünün nükleotit sekansında yer alan bilgilerin bir polipeptit zincirinin amino asit sekansına çevrilmesidir (Şekil 10). Bu protein sentezinin ikinci aşamasıdır. Olgun mRNA'nın nükleer zarfın gözenekleri yoluyla transferi, RNA molekülü ile kompleks oluşturan özel proteinler tarafından üretilir. Bu proteinler, mRNA'yı taşımanın yanı sıra, mRNA'yı sitoplazmik enzimlerin zararlı etkilerinden korur. Çeviri sürecinde tRNA merkezi bir rol oynar; amino asidin mRNA üçlüsünün koduyla tam olarak eşleşmesini sağlarlar. Çeviri-kod çözme işlemi ribozomlarda meydana gelir ve 5'ten 3'e kadar gerçekleştirilir. MRNA ve ribozom kompleksine polisom denir.
Çeviri sırasında üç aşama ayırt edilebilir: başlangıç, uzama ve sonlanma.
Başlatma.
Bu aşamada protein molekülünün sentezinde yer alan kompleksin tamamı toplanır. İki ribozomal alt birim, mRNA'nın belirli bir bölümünde birleşir, ona ilk aminoasil-tRNA eklenir ve bu, bilgi okuma çerçevesini oluşturur. Herhangi bir m-RNA molekülünde, küçük ribozomal alt birimin r-RNA'sını tamamlayıcı olan ve onun tarafından spesifik olarak kontrol edilen bir bölge vardır. Yanında metionin aminoasitini kodlayan başlatıcı başlangıç kodonu AUG bulunur.Başlatma aşaması bir kompleksin oluşumuyla sona erer: ribozom, -mRNA-başlatıcı aminoasil-tRNA.
Uzama
— İlk peptid bağının oluştuğu andan son amino asidin eklenmesine kadar olan tüm reaksiyonları içerir. Ribozom, iki tRNA molekülünü bağlamak için iki bölgeye sahiptir. Peptidil (P) adı verilen bölgede, amino asit metionin içeren ilk t-RNA bulunur ve herhangi bir protein molekülünün sentezi onunla başlar. İkinci tRNA molekülü ribozomun ikinci bölümü olan aminoasil bölümüne (A) girer ve kodonuna bağlanır. Metiyonin ile ikinci amino asit arasında bir peptit bağı oluşur. İkinci tRNA, mRNA kodonuyla birlikte peptidil merkezine doğru hareket eder. Bir polipeptit zincirine sahip t-RNA'nın aminoasil merkezinden peptidil merkezine hareketine, ribozomun m-RNA boyunca bir kodona karşılık gelen bir adımla ilerlemesi eşlik eder. Metiyonini taşıyan T-RNA sitoplazmaya geri döner ve amnoasil merkezi serbest bırakılır. Bir sonraki kodon tarafından şifrelenen bir amino asit içeren yeni bir t-RNA alır. Üçüncü ve ikinci amino asitler arasında bir peptit bağı oluşur ve üçüncü t-RNA, m-RNA kodonu ile birlikte peptidil merkezine hareket eder.Protein zincirinin uzaması, uzaması süreci. Amino asitleri kodlamayan üç kodondan biri ribozoma girene kadar devam eder. Bu bir sonlandırıcı kodondur ve buna karşılık gelen bir tRNA yoktur, dolayısıyla tRNA'ların hiçbiri aminoasil merkezinde yer alamaz.
Sonlandırma
– polipeptit sentezinin tamamlanması. Aminoasil merkezine girdiğinde sonlandırma kodonlarından birinin (UAA, UAG, UGA) spesifik bir ribozomal protein tarafından tanınmasıyla ilişkilidir. Ribozoma, ribozomal alt birimlerin ayrılmasını ve sentezlenen protein molekülünün salınmasını destekleyen özel bir sonlandırma faktörü bağlanır. Peptitin son amino asidine su eklenir ve karboksil ucu tRNA'dan ayrılır.
Peptit zincirinin birleşmesi yüksek hızda gerçekleşir. 37°C sıcaklıktaki bakterilerde polipeptide saniyede 12 ila 17 amino asit eklenmesiyle ifade edilir. Ökaryotik hücrelerde bir polipeptide her saniye iki amino asit eklenir.
Sentezlenen polipeptit zinciri daha sonra Golgi kompleksine girer ve burada protein molekülünün yapımı tamamlanır (ikinci, üçüncü ve dördüncü yapılar sırayla görünür). Protein moleküllerinin yağlar ve karbonhidratlarla birleştiği yer burasıdır.
Protein biyosentezinin tüm süreci bir diyagram şeklinde sunulur: DNA ® pro mRNA ® mRNA ® polipeptit zinciri ® protein ® proteinlerin kompleksleşmesi ve bunların fonksiyonel olarak aktif moleküllere dönüşümü.
Kalıtsal bilginin uygulanma aşamaları da benzer şekilde ilerler: önce mRNA'nın nükleotid dizisine kopyalanır ve daha sonra tRNA'nın katılımıyla ribozomlar üzerindeki bir polipeptidin amino asit dizisine çevrilir.
Ökaryotlarda transkripsiyon, üç nükleer RNA polimerazın etkisi altında gerçekleştirilir. RNA polimeraz 1, nükleolusta bulunur ve rRNA genlerinin transkripsiyonundan sorumludur. RNA polimeraz 2 nükleer özsuyunda bulunur ve öncü mRNA'nın sentezinden sorumludur. RNA polimeraz 3, nükleer özsuda küçük rRNA ve tRNA'yı sentezleyen küçük bir fraksiyondur. RNA polimerazlar spesifik olarak bir transkripsiyon promoterinin nükleotid dizisini tanır. Ökaryotik mRNA ilk önce bir öncü (pro-mRNA) olarak sentezlenir ve eksonlardan ve intronlardan gelen bilgiler ona aktarılır. Sentezlenen mRNA, çeviri için gerekenden daha büyüktür ve daha az kararlıdır.
MRNA molekülünün olgunlaşması sırasında, intronlar kısıtlama enzimleri kullanılarak çıkarılır ve eksonlar, ligaz enzimleri kullanılarak birbirine dikilir. MRNA'nın olgunlaşmasına işleme, eksonların birleştirilmesine ise birleştirme adı verilir. Bu nedenle olgun mRNA yalnızca eksonlar içerir ve selefi pro-mRNA'dan çok daha kısadır. İntronların boyutları 100 ila 10.000 nükleotid veya daha fazla arasında değişir. Tonlar tüm olgunlaşmamış mRNA'nın yaklaşık %80'ini oluşturur. Nükleotid dizilerinin bir birincil transkriptten farklı kısımlarında çıkarılabileceği ve birkaç olgun mRNA'nın oluşturulabileceği alternatif birleştirme olasılığı artık kanıtlanmıştır. Bu tür birleştirme, memelilerdeki immünoglobulin gen sisteminde tipiktir; bu, bir mRNA transkriptine dayalı olarak farklı tipte antikorların oluşturulmasını mümkün kılar. İşlemenin tamamlanmasının ardından olgun mRNA, çekirdekten sitoplazmaya salınmadan önce seçilir. Olgun mRNA'nın yalnızca% 5'inin girdiği ve geri kalanının çekirdeğe bölündüğü tespit edilmiştir. Ekson-intron organizasyonları ile ilişkili ve olgun mRNA'nın çekirdekten sitoplazmaya geçişi ile bağlantılı olarak ökaryotik genlerin birincil transkripsiyonlarının dönüşümü, ökaryotların genetik bilgisinin uygulanmasının özelliklerini belirler. Bu nedenle ökaryotik mozaik geni bir cistron geni değildir, çünkü DNA dizisinin tamamı protein sentezi için kullanılmaz.
Biyolojide transkripsiyon, vücuttaki genetik bilginin taşıyıcısı olan Nükleik asidin bir bileşeni olan DNA'dan bilgi okumanın çok aşamalı bir sürecidir, bu nedenle onu doğru bir şekilde deşifre etmek ve daha sonraki montaj için diğer hücresel yapılara aktarmak önemlidir. peptitlerden oluşur.
"Biyolojide transkripsiyon" tanımı
Protein sentezi vücudun herhangi bir hücresindeki ana hayati süreçtir. Bu organik bileşikler tüm metabolik süreçlerde yer aldığından, birçok doku ve organın yapısal bileşeni olduğundan ve vücutta sinyal verme, düzenleyici ve koruyucu roller oynamasından dolayı, peptid molekülleri oluşturulmadan normal yaşam fonksiyonlarının sürdürülmesi imkansızdır.
Protein biyosentezini başlatan süreç transkripsiyondur. Biyoloji kısaca bunu üç aşamaya ayırır:
- Başlatma.
- Uzama (RNA zincirinin büyümesi).
- Sonlandırma.
Biyolojide transkripsiyon, RNA moleküllerinin bir DNA matrisinde sentezlenmesinin bir sonucu olarak, adım adım reaksiyonlardan oluşan bir dizidir. Üstelik bu şekilde sadece bilgilendirici ribonükleik asitler oluşmaz, aynı zamanda taşıma, ribozomal, küçük nükleer ve diğerleri de oluşur.
Herhangi bir biyokimyasal süreç gibi, transkripsiyon da birçok faktöre bağlıdır. Her şeyden önce bunlar prokaryotlar ve ökaryotlar arasında farklılık gösteren enzimlerdir. Bu özel proteinler, yüksek kaliteli protein çıktısı için önemli olan transkripsiyon reaksiyonlarının doğru şekilde başlatılmasına ve yürütülmesine yardımcı olur.
Prokaryotların transkripsiyonu
Biyolojide transkripsiyon, bir DNA şablonu üzerindeki RNA'nın sentezi olduğundan, bu süreçteki ana enzim, DNA'ya bağımlı RNA polimerazdır. Bakterilerde tüm moleküller için bu tür polimerazların yalnızca bir türü vardır.
RNA polimeraz, tamamlayıcılık ilkesine göre, DNA şablon zincirini kullanarak RNA zincirini tamamlar. Bu enzim iki β-alt birimi, bir α-alt birimi ve bir σ-alt birimini içerir. İlk iki bileşen, enzim gövdesini oluşturma işlevini yerine getirir ve geri kalan ikisi, sırasıyla enzimin DNA molekülü üzerinde tutulmasından ve deoksiribonükleik asidin promotör kısmının tanınmasından sorumludur.
Bu arada, sigma faktörü belirli bir genin tanındığı işaretlerden biridir. Örneğin, N alt simgeli Latin harfi σ, bu RNA polimerazın ortamda nitrojen eksikliği olduğunda açılan genleri tanıdığı anlamına gelir.
Ökaryotlarda transkripsiyon
Bakterilerin aksine hayvanlarda ve bitkilerde transkripsiyon biraz daha karmaşıktır. Öncelikle her hücre bir değil üç tip farklı RNA polimeraz içerir. Aralarında:
- RNA polimeraz I. Ribozomal RNA genlerinin (5S RNA ribozomal alt birimleri hariç) transkripsiyonundan sorumludur.
- RNA polimeraz II. Görevi, daha sonra çeviriye katılan normal bilgi (şablon) ribonükleik asitleri sentezlemektir.
- RNA polimeraz III. Bu tip polimerazın işlevi 5S-ribozomal RNA'yı sentezlemektir.
İkinci olarak, ökaryotik hücrelerde promoterin tanınması için yalnızca bir polimeraza sahip olmak yeterli değildir. TF proteinleri adı verilen özel peptitler de transkripsiyonun başlatılmasına katılır. Yalnızca onların yardımıyla RNA polimeraz DNA'ya yerleşebilir ve bir ribonükleik asit molekülünün sentezine başlayabilir.
Transkripsiyon anlamı
DNA şablonu üzerinde oluşan RNA molekülü daha sonra ribozomlara bağlanır, burada bilgi okunur ve protein sentezlenir. Peptit oluşum süreci hücre için çok önemlidir, çünkü Bu organik bileşikler olmadan normal yaşam aktivitesi mümkün değildir; bunlar öncelikle tüm biyokimyasal reaksiyonların en önemli enzimlerinin temelini oluşturur.
Biyolojide transkripsiyon aynı zamanda, translasyon sırasında amino asitlerin bu membran dışı yapılara transferinde rol oynayan tRNA'nın yanı sıra bir rRNA kaynağıdır. İşlevi tüm RNA moleküllerini birleştirmek olan SnRNA'lar (küçük nükleer olanlar) da sentezlenebilir.
Çözüm
Biyolojide çeviri ve transkripsiyon, protein moleküllerinin sentezinde son derece önemli bir rol oynar. Bu süreçler, RNA'nın DNA matrisinde sentezlendiğini ve RNA'nın da protein moleküllerinin oluşumunun başlangıcının temeli olduğunu belirten moleküler biyolojinin merkezi dogmasının ana bileşenidir.
Transkripsiyon olmadan deoksiribonükleik asit üçlülerinde kodlanan bilgilerin okunması mümkün olmayacaktır. Bu da biyolojik düzeydeki sürecin önemini bir kez daha kanıtlıyor. İster prokaryotik ister ökaryotik olsun herhangi bir hücre, yaşamı sürdürmek için ihtiyaç duyulan yeni ve yeni protein moleküllerini sürekli olarak sentezlemelidir. Bu nedenle biyolojideki transkripsiyon, vücudun her bir hücresinin çalışmasındaki ana aşamadır.
RNA biyosentezi – transkripsiyon – DNA'nın nükleotid dizisinin, RNA'nın bir nükleotid dizisi olarak kodlandığı, DNA'dan genetik bilginin okunması işlemi. Enerji ve substrat olarak kullanılır - ribozlu nükleozit-3-fosfat. Temellidir tamamlayıcılık ilkesi- konservatif bir süreç - tüm ara faz boyunca yeni bir tek sarmallı RNA sentezlenir, belirli bölgelerde başlar - promoterler, sonlandırıcılarda biter ve aralarındaki bölge - bir operon (transkripton) - bazen işlevsel olarak ilişkili bir veya daha fazla gen içerir proteinleri kodlamayan genler içerir. Transkripsiyon farklılıkları: 1) Bireysel genler kopyalanır. 2) astar gerektirmez. 3) RNA'da deoksiriboz değil riboz bulunur.
Transkripsiyon aşamaları: 1) RNA polimerazın DNA'ya bağlanması. 2) başlatma – bir RNA zincirinin oluşumu. 3) RNA zincirinin uzaması veya büyümesi. 4) fesih.
Aşama 1 – RNA polimerazın bağlandığı alana promotör denir (40 nükleotid çifti) – bir tanıma, bağlanma ve başlatma bölgesine sahiptir. Promotörü tanıyan RNA polimeraz, üzerine oturur ve DNA'nın spiralleştirildiği ve kompleksin kolayca ayrışıp açık bir promotör kompleksine dönüşebildiği kapalı bir promotör kompleksi oluşturur - bağlar güçlüdür, azotlu baz dışa doğru döner.
2. aşama - başlatma RNA sentezi, RNA zincirinde birkaç bağlantının oluşmasından oluşur; sentez, bir DNA zincirinin 3'-5' kısmında başlar ve 5'-3' yönünde ilerler. Aşama, b-alt biriminin ayrılmasıyla sona erer.
Sahne 3 - uzama– RNA zinciri uzaması – Core-rRNA polimeraz nedeniyle oluşur. DNA ipliği 18 çift halinde despire edilir ve 12 çift halinde bir melezdir - DNA ve RNA'nın ortak bir melezi. RNA polimeraz, DNA zinciri boyunca hareket eder ve ardından DNA zincirini onarır. Ökaryotlarda RNA 30 nükleotide ulaştığında 5' ucunda koruyucu bir başlık yapısı oluşur.
Aşama 4 – sonlandırma– sonlandırıcılarda meydana gelir. Zincirde GC'den zengin bir bölüm bulunur ve ardından ardı ardına 4'ten 8'e kadar A bulunur. Bölümden geçtikten sonra RNA ürününde bir saç tokası oluşur ve enzim daha ileri gitmez, sentez durur. Protein sonlandırma faktörü - rho ve tower - önemli bir rol oynar. Sentez devam ederken pirofosfat rho proteinini inhibe etti çünkü enzim durdu (saç tokası) fosforik asit sentezi durdu. Rho proteini aktive edilir ve nükleosid fosfataz aktivitesi sergiler, bu da daha sonra alt ünite ile birleşen RNA, RNA polimerazın salınmasına yol açar.
İşleme - RNA olgunlaşması. Şunları içerir: 1) 5' ucunda ribozoma bağlanmayla ilgili bir başlığın oluşumu. 2) 3'-ucunda poliadenilasyon meydana gelir ve yüz ila iki yüz adenil nükleotidlik bir kuyruk oluşur; '-ucunu nükleazların etkisinden korur ve nükleer gözeneklerden geçmeye yardımcı olur ve ribozoma katılmada rol oynar. . 3) birleştirme – kodlamayan diziler (intronlar) kesilir. Bu iki şekilde gerçekleşir: a) spliceozom tarafından gerçekleştirilir - bir dizi protein ve küçük nükleer RNA içeren bir nükleoproteindir. Başlangıçta intronlar döngüden geçirilir ve geriye yalnızca kodlama dizileri (ekzonlar) kalır. Endonükleaz enzimleri keser ve ligazlar kalan ekzonları birleştirir. O. intronlar gitti. Alternatif birleştirme - bir RNA nükleik asit dizisinden birkaç protein oluşturulur. Kendi kendine ekleme, intronların bağımsız olarak uzaklaştırılmasıdır. Ekleme bozukluğu: 1) sistemik lupus eritematozus. 2) fenilketonüri. 3) hemoglobinopati. Prokaryotik haberci RNA işlenmez çünkü intronları yoktur. tRNA işleme. tRNA öncüsü yarılır ve 5'-3' QP nükleotidi çıkarılır. 3' ucuna bir OH grubuna sahip bir CCA dizisi eklenir ve 5' ucuna fosforile edilmiş bir purin bazı eklenir. Duhidroüridin döngüsü - ARSase. rRNA işleme. RRNA öncüsü olan proribozomal RNA 45S, nükleolusta sentezlenir ve 5.8S 18S 28S üretmek için ribonükleazlara maruz bırakılır. %70'i spiralleştirilmiştir. rRNA, ribozom oluşumunda rol oynar ve katalitik süreçlerde rol oynar. Alt birim çekirdekteki rRNA'dan oluşur. Küçük alt birim 30S, büyük alt birim 50S'dir ve 70S ribozomu prokaryotlarda, ökaryotlarda ise 40S + 60S = 80S'den oluşur. Ribozom oluşumu sitoplazmada meydana gelir.
RNA bağlanması için ribozom bölgeleri: 1) 5'GGAGG3' 3'CCUTCC5' mRNA'nın Shine-Dalgorn dizisine sahip küçük alt birimlerde. Messenger RNA küçük alt birime bağlanır. Ökaryotlarda mRNA için CEP bağlanma bölgesi. tRNA bağlanma bölgesi: a) P-bölgesi - mRNA'yı büyüyen peptid zincirine bağlamak için peptidil merkezi - peptidil-tRNA bağlama. b) A bölgesi - tRNA'nın bir amino asit - aminoasil bölgesi ile bağlantısı için 2) Büyük alt ünitede, peptidiltransferaz aktivitesine sahip bir E bölgesi vardır.
Ters transkripsiyon retrovirüslerin veya RNA içeren virüslerin özelliği - HIV enfeksiyon virüsü, onkovirüsler.
RNA zincirinde, DNA sentezi, ters transkriptaz veya revertaz enziminin veya DNA RNA polimerazın etkisi altında meydana gelir. Konakçı hücreyi istila ederek, konağın DNA'sına entegre olan ve RNA'sının transkripsiyonunu ve kendi proteinlerinin sentezini başlatan DNA sentezi meydana gelir.
Genetik kod, özellikleri. Genetik kod, her amino asit için kod kelimeleri içeren rRNA molekülünün nükleotit dizisidir. Bir DNA molekülündeki nükleotidlerin belirli bir dizilişinden oluşur.
Karakteristik. 1) üçlü genetik kod – yani Her a/k, üç nükleotid ile şifrelenir. 2) a/k'nin genetik kodu dejenere veya gereksizdir - a/k'nin büyük çoğunluğu birkaç kodon tarafından kodlanır. Toplam 64 üçlü oluşur; bunların 61'i belirli bir a/k'yi kodlar ve üç üçlü - AUG, UAA, UGA - anlamsız kodonlardır, çünkü 20 a/k'den herhangi birini kodlamazlar ve sentezi sonlandırma işlevini yerine getirirler. 3) Genetik kod süreklidir, noktalama işareti yoktur, yani. bir üçlünün sonunu ve diğerinin başlangıcını gösteren sinyaller. Kod doğrusal, tek yönlü ve süreklidir. Örneğin - ACGUTSGACC. 4) sentez aktivasyon kodonu AUG üçlüsüdür. 5) Genetik kod evrenseldir.
22. Yayın – protein biyosentezi. Çevirinin aşamaları: 1) başlatma. 2) uzama. 3) fesih. Başlatma– klima aktivasyonu meydana geldiğinde.
Başlatıcı aatRNA, yalnızca bir karboksil grubuyla gelecekteki proteinin 1 a/k'si ile etkileşime girecektir ve 1 a/k, sentez için yalnızca bir NH2 grubu sağlayabilir; protein sentezi N-terminalinde başlar.
Başlatma kompleksinin küçük bir alt parçacık üzerinde toplanması. Faktörler: 30S mRNA fomilmetionil tRNA IF 123 Mg 2+ GTP – enerji kaynağı
Başlatma faktörleriyle yüklenen küçük alt birim, mRNA üzerinde AUG veya GUG başlangıç kodonunu bulur ve bunun boyunca okuma çerçevesi oluşturulur; Başlangıç kodonu P bölgesine yerleştirilir. Formmetionil tRNA ona yaklaşır, buna faktör IF 3'ün salınması eşlik eder, ardından büyük alt birim bağlanır ve IF 1 ve IF2 serbest bırakılır, 1GTP'nin hidrolizi meydana gelir ve bir ribozom oluşur. Uzama– ribozomun çalışma döngüsü. Üç adımı içerir: 1) aatRNA'nın A bölgesine bağlanması çünkü P bölgesi dolu - EF-TU, EF-TS ve GTP uzatma faktörlerine ihtiyaç var. 2) transpeptidasyon E bölgesi amino asidi aktarır ve bir peptit bağı oluşur. Prokaryotlarda uzama faktörleri: EF-TU, EF-TS, EF-G. 3 )Translokasyon– ilk olarak, P bölgesinin EF-G deaçillenmiş tRNA'sı ribozomdan ayrılır ve 1 üçlüyü 3' ucuna doğru hareket ettirir; peptidin A'dan P bölgesi - GTP'ye hareketi ve uzama faktörü - EF-G translokaz kullanılır, A bölgesi tekrar serbest kalır ve işlem tekrarlanır. Sonlandırma– RF 1 2 3 serbest bırakma faktörleri yardımıyla UAA, UGA, UAG sonlandırma kodonlarının tanınması. Terminal kodonu A bölgesine girdiğinde, tRNA ona bağlanmaz, ancak uzamayı bloke eden sonlandırma faktörlerinden biri eklenir. buna peptidil transferaz bölümü E'nin esteraz aktivitesinin aktivasyonu eşlik eder. Peptit ve tRNA arasındaki ester bağlarının hidrolizi meydana gelir, ribozom peptidi, tRNA'yı bırakır ve daha sonra kullanılabilen alt birimlere ayrışır.
Yapının oluşumu, şaperon proteinleri - ısı şoku proteinleri yardımıyla eş zamanlı olarak gerçekleşir. Bir peptid bağının sentezi, tRNA'nın aminoasilasyonu (amino asit ilavesi) için 1ATP, aatRNA'nın A bölgesi ile bağlantısı için 1GTP ve translokasyon için 1GTP gerektirir. Bir peptid bağının sentezi için yaklaşık 4 yüksek enerjili bağın enerji tüketimi.
23. Laktoz operonu. Replikasyon, DNA proteini ve guanozin tetrafosfatın konsantrasyonu ile düzenlenir. Gen ifadesinin ana düzenlenmesi, transkripsiyon seviyesinde gerçekleştirilir (hücre gelişiminin aşamasına, tüm faktörlere, hormonların ve diğer düzenleyici bileşenlerin etkisine bağlı olarak). Farklı doku hücrelerinde, genlerin yalnızca %5'i ifade edilir, %97'si sessizdir - hurda DNA - transkripsiyon düzenleyicileri, kronomerler ve bir dizi düzenleyici dizidir. Düzenleyici bir proteinin DNA'ya bağlanması transkripsiyona neden oluyorsa bu pozitif (+) düzenlemedir, eğer transkripsiyonun baskılanması negatif (-) düzenlemedir. Pozitif düzenleme– gen kapatılır, düzenleyici bir proteinin eklenmesi sentezin başlamasına yol açar ve sonunda gen açılır. O. düzenleyici bir protein bir indükleyici veya bir aktivatör olabilir . Negatif düzenleme– gen açılır, RNA sentezi meydana gelir, eğer bir protein düzenleyici faktör (protein sentezinin inhibitörü veya baskılayıcısı) eklenirse, gen kapatılır. Düzenleyici proteinin bağlanmasını birçok hormon ve diğer faktörler etkiler. E. Coli laktoz operonu– negatif düzenleme. Çalışmasının ana unsurları: bir DNA molekülünde - bir düzenleyici bölge, bir promotör, bir pro-operon ve üç yapısal gen: gecikme 1, gecikme 2, gecikme 3 ve sonlandırıcı. Gecikme 1 – laktaz veya beta-galaktosidaz enziminin sentezini gerçekleştirir. Lag 2, laktozun membran boyunca taşınmasında rol oynayan bir permiaz enzimidir. Lag 3 bir transaçilaz enzimidir. Regülatör - ribozom üzerinde mRNA'nın sentezi, baskılayıcı bir proteinin oluşumuna yol açar, operatöre bağlanır (afiniteye sahip olduğundan), üzerine oturur ve promotör ve operon bölgeleri örtüşür - RNA polimeraz promotöre bağlanamaz ve transkripsiyon kapatılır. Glikoz ve galaktoz, baskılayıcı ve operatör arasında benzerlik sağlar. Benzerlik yoksa laktoz baskılayıcıyla etkileşime girerek onun dönüşümünü değiştirir ve operonun üzerine oturmaz çünkü ona olan benzerliğini kaybeder. RNA polimeraz promotöre yerleşir ve haberci RNA'nın transkripsiyonu başlar. Laktoz bir indükleyicidir ve süreç indüksiyondur - bir tür negatif düzenlemedir, çünkü transkripsiyon bir baskılayıcının eklenmesi nedeniyle durur ve bölünmesi sentezin başlamasına yol açar. Pozitif düzenleme – TATA faktörü– TATA kutusu bölümüyle benzerlikler taşır. TATA faktörü TATA kutusuna iner; RNA polimerazın promotörünü tanıması için bir sinyal, üzerine oturur ve yakındaki genlerin transkripsiyonunu başlatır. Prokaryotlarda negatif düzenleme hakimdir; ökaryotlarda bu yararlı değildir. Güçlendirici bölgeler (transkripsiyon arttırıcılar) + düzenleyici protein, transkripsiyonun artmasına neden olur. Sensörler + düzenleyici protein à transkripsiyonu kapatır ve kromozomların yapısını değiştirir.
