Uglerod shaklidagi hayot oqsil molekulalarining mavjudligi tufayli mavjud. Hujayradagi oqsil biosintezi esa genni ifodalash uchun yagona imkoniyatdir. Ammo bu jarayonni amalga oshirish uchun genetik ma'lumotni "ochish", kerakli genni qidirish, uni o'qish va ko'paytirish bilan bog'liq bir qator jarayonlarni boshlash kerak. Biologiyadagi "transkripsiya" atamasi, xususan, ma'lumotni gendan messenjer RNKga o'tkazish jarayonini anglatadi. Bu biosintezning boshlanishi, ya'ni genetik ma'lumotni bevosita amalga oshirishdir.
Genetik ma'lumotlarni saqlash
Tirik organizmlar hujayralarida genetik ma'lumotlar yadro, mitoxondriya, xloroplastlar va plazmidlarda lokalizatsiya qilinadi. Mitoxondriya va xloroplastlarda oz miqdordagi hayvonlar va o'simliklar DNKlari mavjud, bakterial plazmidlar esa atrof-muhit sharoitlariga tez moslashish uchun mas'ul bo'lgan genlarni saqlash joyidir.
Virusli tanalarda irsiy ma'lumotlar RNK yoki DNK polimerlari shaklida ham saqlanadi. Ammo uni amalga oshirish jarayoni transkripsiya zarurati bilan ham bog'liq. Biologiyada bu jarayon alohida ahamiyatga ega, chunki aynan shu narsa irsiy ma'lumotni amalga oshirishga olib keladi, oqsil biosintezini qo'zg'atadi.
Hayvon hujayralarida irsiy ma'lumot yadro ichida ixcham o'ralgan DNK polimeri bilan ifodalanadi. Shuning uchun, oqsil sintezi yoki biron bir genni o'qishdan oldin, ma'lum bosqichlar o'tishi kerak: kondensatsiyalangan xromatinning ochilishi va kerakli genning "chiqishi", uni ferment molekulalari tomonidan tan olinishi, transkripsiya.
Biologiya va biologik kimyoda bu bosqichlar allaqachon o'rganilgan. Ular oqsil sinteziga olib keladi, uning asosiy tuzilishi bitta genda kodlangan.
Eukaryotik hujayralardagi transkripsiya sxemasi
Biologiyada transkripsiya etarlicha o'rganilmagan bo'lsa-da, uning ketma-ketligi an'anaviy ravishda diagramma shaklida taqdim etiladi. U boshlash, cho'zilish va tugatishdan iborat. Bu butun jarayonning uchta komponentli hodisaga bo'linganligini anglatadi.
Initiatsiya - bu transkripsiyaning boshlanishiga olib keladigan biologik va biokimyoviy jarayonlar to'plami. Cho'zilishning mohiyati molekulyar zanjirning uzluksiz o'sishidir. Tugatish - bu RNK sintezining to'xtashiga olib keladigan jarayonlar to'plami. Aytgancha, oqsil biosintezi kontekstida biologiyada transkripsiya jarayoni odatda messenjer RNK sintezi bilan aniqlanadi. Unga asoslanib, keyinchalik polipeptid zanjiri sintezlanadi.
Boshlash
Initiatsiya biologiyada eng kam tushunilgan transkripsiya mexanizmidir. Bu biokimyoviy nuqtai nazardan nima ekanligi noma'lum. Ya'ni, transkripsiyani qo'zg'atuvchi maxsus fermentlar umuman tan olinmaydi. Shuningdek, yangi oqsil sinteziga bo'lgan ehtiyojni ko'rsatadigan hujayra ichidagi signallar va ularni uzatish usullari noma'lum. Bu sitologiya va biokimyo uchun asosiy vazifadir.
Cho'zilish
Muayyan fermentlar va qo'zg'atuvchi omillar mavjudligini tasdiqlash uchun mo'ljallangan laboratoriya tadqiqotlarini o'tkazishning iloji yo'qligi sababli boshlash va cho'zilish jarayonini vaqtida ajratish hali mumkin emas. Shuning uchun bu chegara juda shartli. Cho'zilish jarayonining mohiyati DNK shabloni bo'limi asosida sintez qilingan o'sayotgan zanjirni uzaytirishdan iborat.
RNK polimerazasining birinchi translokatsiyasi va birinchi kadonning RNKning boshlang'ich joyiga biriktirilishi boshlanganidan keyin cho'zilish boshlanadi, deb ishoniladi. Cho'zilish vaqtida kadonlar ikki ipga bo'lingan despiralizatsiyalangan DNK bo'limida 3"-5" zanjir yo'nalishi bo'yicha o'qiladi. Shu bilan birga, o'sib borayotgan RNK zanjiri shablon DNK mintaqasini to'ldiruvchi yangi nukleotidlar bilan qo'shiladi. Bunday holda, DNK 12 nukleotid, ya'ni 4 kadon kengligigacha "kengaytirilgan".
RNK polimeraza fermenti o'sib borayotgan zanjir bo'ylab harakatlanadi va uning "orqasida" DNK nukleotidlar orasidagi vodorod aloqalarini tiklash bilan ikki zanjirli tuzilishga teskari "o'zaro bog'langan". Bu biologiyada qanday jarayon transkripsiya deb ataladigan savolga qisman javob beradi. Bu cho'zilish transkripsiyaning asosiy bosqichidir, chunki uning davomida gen va oqsil sintezi o'rtasidagi vositachi yig'iladi.
Tugatish
Eukaryotik hujayralardagi transkripsiyani tugatish jarayoni yaxshi tushunilmagan. Hozirgacha olimlar uning mohiyatini 5" uchida DNK o'qishni to'xtatish va RNKning 3" uchiga adenin asoslari guruhini biriktirish uchun qisqartirishdi. Oxirgi jarayon hosil bo'lgan RNKning kimyoviy tuzilishini barqarorlashtirishga imkon beradi. Bakteriya hujayralarida tugatishning ikki turi mavjud. Bu Rhoga bog'liq va Rho-mustaqil jarayon.
Birinchisi Rho oqsili ishtirokida sodir bo'ladi va DNKning shablon mintaqasi va sintezlangan RNK o'rtasidagi vodorod aloqalarining oddiy uzilishigacha kamayadi. Ikkinchisi, Rho-mustaqil, agar uning orqasida urasil asoslari to'plami mavjud bo'lsa, ildiz-loop paydo bo'lgandan keyin sodir bo'ladi. Bu kombinatsiya RNKning DNK shablonidan ajralishiga olib keladi. Ko'rinib turibdiki, transkripsiyani tugatish fermentativ jarayondir, ammo uning uchun maxsus biokatalizatorlar hali topilmagan.
Virusli transkripsiya
Virusli tanalar o'zlarining oqsil biosintezi tizimiga ega emaslar va shuning uchun hujayralarni ekspluatatsiya qilmasdan ko'paya olmaydilar. Ammo viruslar o'zlarining genetik materialiga ega, ular amalga oshirilishi va infektsiyalangan hujayralar genlariga integratsiya qilinishi kerak. Buning uchun ularning nuklein kislotasini transkripsiya qiluvchi bir qator fermentlar (yoki hujayra fermenti tizimlarini ekspluatatsiya qilish) mavjud. Ya'ni, bu ferment virusning genetik ma'lumotlariga asoslanib, messenjer RNKning analogini sintez qiladi. Ammo bu umuman RNK emas, balki, masalan, inson genlarini to'ldiruvchi DNK polimeridir.
Bu OIV virusi misolida ko'rinib turganidek, biologiyada transkripsiyaning an'anaviy tamoyillarini butunlay buzadi. Uning teskari fermenti fermenti virusli RNKdan inson nuklein kislotasini to'ldiruvchi DNKni sintez qilishga qodir. RNK dan komplementar DNKni sintez qilish jarayoni teskari transkripsiya deb ataladi. Bu virusning irsiy ma'lumotlarining inson genomiga integratsiyalashuvi uchun javob beradigan jarayonning biologiyadagi ta'rifidir.
Chet tilini o‘rganayotganda transkripsiya tushunchasiga duch kelamiz. Bu bizga noma'lum so'zlarni to'g'ri yozish va talaffuz qilishimizga yordam beradi. Tabiatshunoslikda bu atama nimani anglatadi? Biologiyada transkripsiya oqsil biosintezi reaktsiyalari tizimidagi asosiy jarayondir. Aynan shu narsa hujayraning o'zini unda qurilish, himoya, signalizatsiya, transport va boshqa funktsiyalarni bajaradigan peptidlar bilan ta'minlashga imkon beradi. Faqat DNK lokusudagi ma'lumotni axborot ribonuklein kislotasi molekulasiga qayta yozish hujayraning biokimyoviy translatsiya reaktsiyalarini ta'minlaydigan oqsil sintezlovchi apparatini ishga tushiradi.
Ushbu maqolada biz turli organizmlarda sodir bo'ladigan transkripsiya va oqsil sintezi bosqichlarini ko'rib chiqamiz, shuningdek, bu jarayonlarning molekulyar biologiyadagi ahamiyatini aniqlaymiz. Bundan tashqari, biz transkripsiya nima ekanligini aniqlaymiz. Biologiyada bizni qiziqtirgan jarayonlar haqidagi bilimlarni sitologiya, molekulyar biologiya, biokimyo kabi bo'limlardan olish mumkin.
Matritsa sintez reaksiyalarining xususiyatlari
Umumiy kimyo kursida o'rganiladigan kimyoviy reaksiyalarning asosiy turlari bilan tanish bo'lganlar uchun matritsa sintezi jarayonlari butunlay yangi bo'ladi. Buning sababi quyidagicha: tirik organizmlarda sodir bo'ladigan bunday reaktsiyalar maxsus kod yordamida ota-molekulalarning nusxalanishini ta'minlaydi. Bu darhol kashf etilmadi, shuni aytish kerakki, irsiy ma'lumotni saqlash uchun ikki xil til mavjudligi haqidagi g'oya ikki asr davomida: 19-asr oxiridan 20-yillarning o'rtalariga qadar paydo bo'lgan. Biologiyada transkripsiya va tarjima nima ekanligini va ular nima uchun matritsa sintez reaksiyalariga taalluqli ekanligini yaxshiroq tasavvur qilish uchun analogiya uchun texnik lug'atga murojaat qilaylik.
Hammasi bosmaxonadagidek
Tasavvur qiling, biz, masalan, mashhur gazetani yuz ming nusxada chop etishimiz kerak. Unga kiradigan barcha materiallar ona tashuvchisida to'planadi. Ushbu birinchi naqsh matritsa deb ataladi. Keyin bosma mashinalarda takrorlanadi - nusxalari tayyorlanadi. Shunga o'xshash jarayonlar tirik hujayrada sodir bo'ladi, faqat DNK va mRNK molekulalari navbat bilan shablon bo'lib, xabarchi RNK va oqsil molekulalari nusxa sifatida xizmat qiladi. Keling, ularni batafsil ko'rib chiqamiz va biologiyada transkripsiya hujayra yadrosida sodir bo'ladigan matritsa sintez reaktsiyasi ekanligini aniqlaymiz.
Genetik kod oqsil biosintezi sirining kalitidir
Zamonaviy molekulyar biologiyada endi hech kim qaysi modda irsiy xususiyatlarning tashuvchisi ekanligi haqida bahslashmaydi va istisnosiz tananing barcha oqsillari haqidagi ma'lumotlarni saqlaydi. Albatta, bu deoksiribonuklein kislotasi. Biroq, u nukleotidlardan qurilgan va tarkibi to'g'risidagi ma'lumotlar unda saqlanadigan oqsillar DNK monomerlari bilan hech qanday kimyoviy yaqinlikka ega bo'lmagan aminokislota molekulalari bilan ifodalanadi. Boshqacha qilib aytganda, biz ikki xil til bilan shug'ullanamiz. Ularning birida so'zlar nukleotidlar, ikkinchisida ular aminokislotalardir. Transkripsiya natijasida olingan ma'lumotlarni qayta kodlaydigan tarjimon sifatida nima ishlaydi? Molekulyar biologiya bu rolni genetik kod o'ynaydi, deb hisoblaydi.
Uyali kodning o'ziga xos xususiyatlari
Bu kod nima, uning jadvali quyida keltirilgan. Uni yaratish ustida sitologlar, genetiklar va biokimyogarlar ishladilar. Bundan tashqari, kodni ishlab chiqishda kriptografiyadan olingan bilimlardan foydalanilgan. Uning qoidalarini hisobga olgan holda sintezlangan oqsilning birlamchi tuzilishini aniqlash mumkin, chunki biologiyada tarjima - bu peptid tuzilishi haqidagi ma'lumotlarni RNK nukleotidlari tilidan oqsilning aminokislotalar tiliga o'tkazish jarayonidir. molekulasi.
Tirik organizmlarni kodlash g'oyasi birinchi marta G. A. Gamov tomonidan aytilgan. Keyingi ilmiy ishlanmalar uning asosiy qoidalarini shakllantirishga olib keldi. Birinchidan, 20 ta aminokislotalarning tuzilishi messenjer RNKning 61 uchligida shifrlanganligi aniqlandi, bu esa kod degeneratsiyasi kontseptsiyasiga olib keldi. Keyinchalik, oqsil biosintezi jarayonining boshlanishi va to'xtashi vazifasini bajaradigan noaniq kodonlarning tarkibini aniqladik. Keyin genetik kodning uyg'un nazariyasini yakunlab, uning kollinearligi va universalligi haqidagi qoidalar paydo bo'ldi.
Transkripsiya va tarjima qayerda sodir bo'ladi?
Biologiyada uning hujayradagi tuzilishi va biokimyoviy jarayonlarini o'rganuvchi bir qancha bo'limlari (sitologiya va molekulyar biologiya) matritsa sintezi reaktsiyalarining lokalizatsiyasini aniqladi. Shunday qilib, transkripsiya RNK polimeraza fermenti ishtirokida yadroda sodir bo'ladi. Uning karioplazmasida mRNK molekulasi erkin nukleotidlardan komplementarlik printsipiga ko'ra sintezlanadi, peptidning tuzilishi haqidagi ma'lumotlarni bitta strukturaviy gendan nusxa ko'chiradi.
Keyin u yadro qobig'idagi teshiklar orqali hujayra yadrosini tark etadi va hujayra sitoplazmasida tugaydi. Bu erda mRNK bir nechta ribosomalar bilan birlashishi kerak, bu esa transport ribonuklein kislotalari molekulalari bilan uchrashishga tayyor bo'lgan polisomani hosil qiladi. Ularning vazifasi aminokislotalarni matritsa sintezining boshqa reaktsiyasi joyiga - tarjima qilishdir. Keling, ikkala reaktsiyaning mexanizmlarini batafsil ko'rib chiqaylik.
mRNK molekulalarining hosil bo'lish xususiyatlari
Biologiyada transkripsiya - bu DNK strukturaviy genidan peptidning tuzilishi haqidagi ma'lumotlarni ribonuklein kislota molekulasiga qayta yozish, bu axborot deb ataladi. Yuqorida aytib o'tganimizdek, u hujayra yadrosida sodir bo'ladi. Birinchidan, DNKni cheklovchi ferment dezoksiribonuklein kislota zanjirlarini bog'lovchi vodorod bog'larini buzadi va uning spirallari ochiladi. RNK polimeraza fermenti erkin polinukleotid joylariga yopishadi. U nusxa - mRNK molekulasining yig'ilishini faollashtiradi, unda informatsion bo'limlar - ekzonlardan tashqari, bo'sh nukleotidlar ketma-ketligi - intronlar ham mavjud. Ular balast va olib tashlashni talab qiladi. Bu jarayon molekulyar biologiyada qayta ishlash yoki etilish deb ataladi. Bu transkripsiyani yakunlaydi. Biologiya buni qisqacha tushuntiradi: faqat keraksiz monomerlarni yo'qotish orqali nuklein kislota yadrodan chiqib ketishi va oqsil biosintezining keyingi bosqichlariga tayyor bo'lishi mumkin.
Viruslarda teskari transkripsiya
Hujayra bo'lmagan hayot shakllari prokaryotik va eukaryotik hujayralardan nafaqat tashqi va ichki tuzilishi, balki matritsa sintez reaktsiyalari bilan ham ajoyib farq qiladi. O'tgan asrning 70-yillarida fan retroviruslar - genomlari ikkita RNK zanjiridan iborat bo'lgan organizmlar mavjudligini isbotladi. Ferment - teskari ta'sir ostida - bunday virusli zarralar DNK molekulalarini ribonuklein kislotasi bo'limlaridan nusxa ko'chiradi, keyinchalik ular mezbon hujayraning karyotipiga kiritiladi. Ko'rib turganimizdek, bu holda irsiy ma'lumotni nusxalash teskari yo'nalishda ketadi: RNKdan DNKga. Kodlash va o'qishning bu shakli, masalan, turli xil saraton turlarini keltirib chiqaradigan patogen agentlarga xosdir.
Ribosomalar va ularning hujayra almashinuvidagi roli
Hujayra sitoplazmasida peptidlarning biosintezini o'z ichiga olgan plastik metabolik reaktsiyalar sodir bo'ladi. Tayyor oqsil molekulasini olish uchun strukturaviy gendan nukleotidlar ketma-ketligini nusxalash va uni sitoplazmaga o'tkazish etarli emas. Shuningdek, ma'lumotni o'qiy oladigan va aminokislotalarning peptid aloqalari orqali bitta zanjirga ulanishini ta'minlaydigan tuzilmalar kerak. Bu ribosomalar bo'lib, ularning tuzilishi va funktsiyalariga molekulyar biologiyada katta e'tibor beriladi. Biz allaqachon transkripsiya qaerda sodir bo'lishini bilib oldik - bu yadroning karioplazmasi. Tarjima jarayonlarining joyi hujayra sitoplazmasidir. Aynan shu erda endoplazmatik retikulum kanallari joylashgan bo'lib, ularda oqsil sintez qiluvchi organellalar - ribosomalar guruhlarga bo'linadi. Biroq, ularning mavjudligi plastik reaktsiyalarning boshlanishini hali ta'minlamaydi. Bizga oqsil monomer molekulalarini - aminokislotalarni polisomaga etkazib beradigan tuzilmalar kerak. Ular transport ribonuklein kislotalari deb ataladi. Ular nima va ularning radioeshittirishdagi roli qanday?
Aminokislota tashuvchilar
Transfer RNK ning kichik molekulalari fazoviy konfiguratsiyasida nukleotidlar ketma-ketligidan tashkil topgan hududga ega - antikodon. Tarjima jarayonlarini amalga oshirish uchun tashabbus kompleksi paydo bo'lishi kerak. U matritsa tripletini, ribosomalarni va transport molekulasining komplementar qismini o'z ichiga olishi kerak. Bunday kompleks tashkil etilishi bilanoq, bu protein polimerini yig'ishni boshlash uchun signaldir. Biologiyadagi tarjima ham, transkripsiya ham assimilyatsiya jarayonlari bo‘lib, doimo energiyani singdirishni o‘z ichiga oladi. Ularni amalga oshirish uchun hujayra ko'p miqdordagi adenozin trifosforik kislota molekulalarini to'plash uchun oldindan tayyorlaydi.
Ushbu energiya moddasining sintezi barcha eukaryotik hujayralarning eng muhim organellalari - istisnosiz mitoxondriyalarda sodir bo'ladi. U hujayra hayotiy tsiklining presintetik bosqichida va replikatsiya reaktsiyalaridan keyin o'rin egallagan matritsa sintezi reaktsiyalarining boshlanishidan oldin bo'ladi. ATP molekulalarining parchalanishi transkripsiya jarayonlari va translatsiya reaktsiyalari bilan birga keladi, bu jarayon davomida chiqarilgan energiya hujayra tomonidan organik moddalar biosintezining barcha bosqichlarida ishlatiladi.
Eshittirish bosqichlari
Polipeptid hosil bo'lishiga olib keladigan reaktsiyalarning boshida 20 turdagi oqsil monomerlari transport kislotalarining ma'lum molekulalari bilan bog'lanadi. Bunga parallel ravishda hujayrada polisoma hosil bo'lishi sodir bo'ladi: ribosomalar boshlang'ich kodon joylashgan joyda matritsaga biriktiriladi. Biosintezning boshlanishi boshlanadi va ribosomalar mRNK tripletlari bo'ylab harakatlanadi. Ular uchun aminokislotalarni tashuvchi molekulalar mos keladi. Agar polisomadagi kodon transport kislotalarining antikodoniga komplementar bo'lsa, u holda aminokislotalar ribosomada qoladi va hosil bo'lgan polipeptid bog'i uni u erda mavjud bo'lgan aminokislotalar bilan bog'laydi. Proteinni sintez qiluvchi organella to'xtash tripletiga (odatda UAG, UAA yoki UGA) etib borishi bilan translatsiya to'xtaydi. Natijada ribosoma oqsil zarrasi bilan birga mRNK dan ajralib chiqadi.
Peptid o'zining tabiiy shaklini qanday oladi?
Tarjimaning oxirgi bosqichi oqsilning birlamchi strukturasining globul shakliga ega bo'lgan uchinchi darajali shaklga o'tish jarayonidir. Fermentlar keraksiz aminokislota qoldiqlarini olib tashlaydi, monosaxaridlar yoki lipidlarni qo'shadi, shuningdek, qo'shimcha ravishda karboksil va fosfat guruhlarini sintez qiladi. Bularning barchasi endoplazmatik retikulumning bo'shliqlarida sodir bo'ladi, bu erda peptid biosintez tugagandan so'ng kiradi. Keyinchalik, mahalliy protein molekulasi kanallarga o'tadi. Ular sitoplazmaga kirib, peptidning sitoplazmaning ma'lum bir sohasiga kirib borishini va keyinchalik hujayra ehtiyojlari uchun ishlatilishini ta'minlashga yordam beradi.
Ushbu maqolada biz biologiyada tarjima va transkripsiya matritsa sintezining asosiy reaktsiyalari ekanligini bilib oldik, ular organizmning irsiy moyilligini saqlab qolish va uzatishga asoslanadi.
Birinchidan, transkripsiyadan boshlab, oqsil biosintezidagi bosqichlar ketma-ketligini belgilang. Protein molekulalarining sintezi jarayonida sodir bo'ladigan jarayonlarning barcha ketma-ketligini 2 bosqichga birlashtirish mumkin:
Transkripsiya.
Translyatsiya.
Irsiy ma'lumotlarning tarkibiy birliklari genlar - DNK molekulasining ma'lum bir oqsil sintezini kodlaydigan bo'limlari. Kimyoviy tashkil etish nuqtai nazaridan pro- va eukariotlarda irsiyat va o'zgaruvchanlik materiali tubdan farq qilmaydi. Ulardagi genetik material DNK molekulasida taqdim etiladi, irsiy ma'lumotni va genetik kodni qayd etish printsipi ham keng tarqalgan. Pro- va eukariotlardagi bir xil aminokislotalar bir xil kodonlar bilan shifrlangan.
Zamonaviy prokaryotik hujayralar genomi nisbatan kichik o'lcham bilan tavsiflanadi, E. coli DNKsi taxminan 1 mm uzunlikdagi halqa shakliga ega. U 4000 ga yaqin genni tashkil etuvchi 4 x 10 6 juft nukleotidni o'z ichiga oladi. 1961 yilda F. Yakob va J. Monod prokaryotik genlarning tsistronik yoki uzluksiz tashkil etilishini kashf etdilar, ular butunlay kodlovchi nukleotidlar ketma-ketliklaridan iborat va ular butunlay oqsil sintezi jarayonida amalga oshiriladi. Prokariotlarning DNK molekulasining irsiy moddasi bevosita hujayra sitoplazmasida joylashgan bo'lib, u yerda genlarni ifodalash uchun zarur bo'lgan tRNK va fermentlar ham joylashgan.Ekspressiya - bu genlarning funksional faolligi yoki genlarning ifodalanishi. Shuning uchun DNKdan sintez qilingan mRNK oqsil sintezini tarjima qilish jarayonida darhol shablon vazifasini bajarishi mumkin.
Eukaryotik genomda sezilarli darajada ko'proq irsiy material mavjud. Odamlarda xromosomalarning diploid to'plamidagi DNKning umumiy uzunligi taxminan 174 sm ni tashkil qiladi.U 3 x 10 9 juft nukleotidni o'z ichiga oladi va 100 000 gacha genlarni o'z ichiga oladi. 1977 yilda "mozaik" gen deb ataladigan ko'pchilik eukaryotik genlarning tuzilishidagi uzilishlar aniqlandi. U nukleotidlar ketma-ketligini kodlash bilan tavsiflanadi ekzonik Va intronik uchastkalar. Protein sintezi uchun faqat ekzonlardan olingan ma'lumotlardan foydalaniladi. Turli genlarda intronlar soni har xil. Aniqlanganki, tovuq ovalbumin geni 7 intronni, sutemizuvchilarning prokollagen geni esa 50 tani o'z ichiga oladi. Jim DNK intronlarining funktsiyalari to'liq o'rganilmagan. Ular quyidagilarni ta'minlaydi deb taxmin qilinadi: 1) xromatinning strukturaviy tashkil etilishi; 2) ularning ba'zilari gen ekspressiyasini tartibga solishda aniq ishtirok etadi; 3) intronlar o'zgaruvchanlik uchun ma'lumotlar ombori deb hisoblanishi mumkin; 4) mutagenlar ta'sirini o'z zimmasiga olib, himoya rolini o'ynashi mumkin.
Transkripsiya
Hujayra yadrosidagi ma'lumotni DNK molekulasining bir qismidan mRNK molekulasiga (mRNK) qayta yozish jarayoni deyiladi. transkripsiya(Lotin Transscriptio - qayta yozish). Birlamchi gen mahsuloti mRNK sintezlanadi. Bu oqsil sintezining birinchi bosqichidir. Tegishli DNK joyida RNK polimeraza fermenti transkripsiya boshlanishining belgisini taniydi - promotr. Boshlanish nuqtasi ferment tomonidan RNK transkripsiyasiga kiritilgan birinchi DNK nukleotididir. Qoida tariqasida, kodlash hududlari AUG kodonidan boshlanadi, ba'zida bakteriyalarda GUG ishlatiladi. RNK polimeraza promotor bilan bog'langanda DNK qo'sh spiralining mahalliy yechilishi sodir bo'ladi va iplardan biri komplementarlik printsipiga muvofiq ko'chiriladi. mRNK sintezlanadi, uning yig'ilish tezligi sekundiga 50 nukleotidga etadi. RNK polimeraza harakat qilganda, mRNK zanjiri o'sadi va ferment nusxa ko'chirish hududining oxiriga yetganda - terminator, mRNK shablondan uzoqlashadi. Ferment ortidagi DNK qo'sh spiral tiklanadi.
Prokariotlarning transkripsiyasi sitoplazmada sodir bo'ladi. DNK butunlay kodlovchi nukleotid ketma-ketliklaridan iborat bo'lganligi sababli, sintez qilingan mRNK darhol tarjima uchun shablon sifatida ishlaydi (yuqoriga qarang).
Eukariotlarda mRNKning transkripsiyasi yadroda sodir bo'ladi. U katta molekulalar - prekursorlar (pro-mRNK), pishmagan yoki yadro RNK deb ataladigan sintez bilan boshlanadi.Genning birlamchi mahsuloti - pro-mRNK DNKning transkripsiyalangan bo'limining aniq nusxasi bo'lib, unga ekzonlar va intronlar kiradi. Prekursorlardan etuk RNK molekulalarini hosil qilish jarayoni deyiladi qayta ishlash. mRNKning kamolotga etishi tomonidan sodir bo'ladi qo'shish- bular fermentlar tomonidan kesiladi cheklovchi ferment intronlar va ligaza fermentlari orqali transkripsiyalangan ekzon ketma-ketliklari bilan mintaqalarning bog'lanishi. Yetuk mRNK pro-mRNKning prekursor molekulalariga qaraganda ancha qisqa, ulardagi intronlarning o'lchamlari 100 dan 1000 tagacha yoki undan ko'p nukleotidlar orasida o'zgarib turadi. Intronlar barcha etuk bo'lmagan mRNKning taxminan 80% ni tashkil qiladi.
Endi bu mumkinligi isbotlangan muqobil biriktirish, unda nukleotidlar ketma-ketligi uning turli qismlarida bitta asosiy transkriptdan olib tashlanishi mumkin va bir nechta etuk mRNKlar hosil bo'ladi. Ushbu turdagi qo'shilish sutemizuvchilarning immunoglobulin gen tizimiga xos bo'lib, bu bitta mRNK transkripti asosida har xil turdagi antikorlarni hosil qilish imkonini beradi.
Qayta ishlash tugallangandan so'ng, etuk mRNK yadrodan chiqishdan oldin tanlanadi. Aniqlanishicha, etuk mRNKning atigi 5% sitoplazmaga kiradi, qolgan qismi esa yadroda parchalanadi.
Translyatsiya
Tarjima (lotincha Translatio — koʻchirish, koʻchirish) — mRNK molekulasining nukleotidlar ketma-ketligidagi axborotni polipeptid zanjirining aminokislotalar qatoriga oʻtkazish (10-rasm). Bu oqsil sintezining ikkinchi bosqichidir. Yetuk mRNKning yadro qobig'ining teshiklari orqali o'tkazilishi RNK molekulasi bilan kompleks hosil qiluvchi maxsus oqsillar tomonidan ishlab chiqariladi. mRNKni tashishdan tashqari, bu oqsillar mRNKni sitoplazmatik fermentlarning zararli ta'siridan himoya qiladi. Tarjima jarayonida tRNK markaziy rol o'ynaydi, ular aminokislotalarning mRNK triplet kodiga to'liq mos kelishini ta'minlaydi. Translatsiya-dekodlash jarayoni ribosomalarda sodir bo'ladi va 5 dan 3 gacha yo'nalishda amalga oshiriladi. mRNK va ribosomalar majmuasi polisoma deb ataladi.
Tarjima jarayonida uch bosqichni ajratish mumkin: boshlash, cho'zilish va tugatish.
Boshlash.
Ushbu bosqichda oqsil molekulasi sintezida ishtirok etadigan butun kompleks yig'iladi. Ikki ribosoma bo'linmasi mRNKning ma'lum bir qismida birlashtirilgan, unga birinchi aminoatsil-tRNK biriktirilgan va bu ma'lumotni o'qish ramkasini o'rnatadi. Har qanday m-RNK molekulasida kichik ribosoma bo'linmasining r-RNKsini to'ldiruvchi va u tomonidan maxsus boshqariladigan hudud mavjud. Uning yonida metionin aminokislotasini kodlaydigan AUG boshlang'ich boshlang'ich kodon joylashgan.Initsiatsiya fazasi kompleks hosil bo'lishi bilan tugaydi: ribosoma, -mRNK-initsiator aminoatsil-tRNK.
Cho'zilish
- u birinchi peptid bog'lanish hosil bo'lgan paytdan to oxirgi aminokislota qo'shilishigacha bo'lgan barcha reaktsiyalarni o'z ichiga oladi. Ribosomada ikkita tRNK molekulasini bog'lash uchun ikkita joy mavjud. Bir mintaqada, peptidilda (P), metionin aminokislotali birinchi t-RNK mavjud va har qanday oqsil molekulasining sintezi undan boshlanadi. Ikkinchi tRNK molekulasi ribosomaning ikkinchi bo'limiga, aminoatsil bo'limiga (A) kiradi va uning kodoniga yopishadi. Metionin va ikkinchi aminokislota o'rtasida peptid bog'i hosil bo'ladi. Ikkinchi tRNK o'zining mRNK kodoni bilan birga peptidil markaziga o'tadi. Polipeptid zanjiri bilan t-RNKning aminoatsil markazdan peptidil markazga o'tishi ribosomaning m-RNK bo'ylab bir kodonga mos keladigan qadam bilan oldinga siljishi bilan birga keladi. Metioninni yetkazib beruvchi T-RNK sitoplazmaga qaytadi va amnoatsil markazi ajralib chiqadi. U keyingi kodon tomonidan shifrlangan aminokislota bilan yangi t-RNK oladi. Uchinchi va ikkinchi aminokislotalar o'rtasida peptid bog' hosil bo'ladi va uchinchi t-RNK m-RNK kodon bilan birga peptidil markazga o'tadi.Oqsil zanjirining cho'zilishi, cho'zilishi jarayoni. U aminokislotalarni kodlamaydigan uchta kodondan biri ribosomaga kirguncha davom etadi. Bu terminator kodon bo'lib, unga mos keladigan tRNK yo'q, shuning uchun tRNKlarning hech biri aminoatsil markazida joy egallamaydi.
Tugatish
- polipeptid sintezining tugallanishi. U aminoatsil markaziga kirganida tugatish kodonlaridan birining (UAA, UAG, UGA) o'ziga xos ribosoma oqsili tomonidan tan olinishi bilan bog'liq. Ribosomaga maxsus tugatish omili biriktirilgan bo'lib, u ribosoma bo'linmalarining ajralishiga va sintezlangan oqsil molekulasining chiqishiga yordam beradi. Peptidning oxirgi aminokislotasiga suv qo'shiladi va uning karboksil uchi tRNK dan ajratiladi.
Peptid zanjirining yig'ilishi yuqori tezlikda sodir bo'ladi. 37 ° S haroratda bakteriyalarda polipeptidga sekundiga 12 dan 17 gacha aminokislotalar qo'shilishi bilan ifodalanadi. Eukaryotik hujayralarda polipeptidga har soniyada ikkita aminokislotalar qo'shiladi.
Keyin sintezlangan polipeptid zanjiri Golji kompleksiga kiradi, u erda oqsil molekulasining qurilishi tugallanadi (ikkinchi, uchinchi va to'rtinchi tuzilmalar ketma-ket paydo bo'ladi). Bu erda protein molekulalari yog'lar va uglevodlar bilan birlashadi.
Protein biosintezining butun jarayoni diagramma shaklida taqdim etiladi: DNK ® pro mRNA ® mRNA ® polipeptid zanjiri ® protein ® oqsillarning kompleks birikmasi va ularning funktsional faol molekulalarga aylanishi.
Irsiy ma'lumotni amalga oshirish bosqichlari ham xuddi shunday tarzda davom etadi: avval u mRNKning nukleotidlar ketma-ketligiga ko'chiriladi, so'ngra tRNK ishtirokida ribosomalardagi polipeptidning aminokislotalar ketma-ketligiga tarjima qilinadi.
Eukariotlarda transkripsiya uchta yadro RNK polimerazalari ta'sirida amalga oshiriladi. RNK polimeraza 1 yadrochada joylashgan va rRNK genlarining transkripsiyasi uchun javobgardir. RNK polimeraza 2 yadro shirasida joylashgan va mRNK prekursorining sintezi uchun javobgardir. RNK polimeraza 3 yadro shirasining kichik fraktsiyasi bo'lib, kichik rRNK va tRNKni sintez qiladi. RNK polimerazalar transkripsiya promouterining nukleotidlar ketma-ketligini aniq taniydi. Eukaryotik mRNK dastlab prekursor (pro-mRNK) sifatida sintezlanadi va unga ekzon va intronlardan olingan ma'lumotlar uzatiladi. Sintezlangan mRNK tarjima uchun zarur bo'lganidan kattaroq va kamroq barqaror.
mRNK molekulasining etukligi davrida intronlar cheklovchi fermentlar yordamida kesiladi va ligaza fermentlari yordamida ekzonlar bir-biriga tikiladi. mRNKning yetilishiga ishlov berish, ekzonlarning qoʻshilishi esa splayslanish deb ataladi. Shunday qilib, etuk mRNK faqat ekzonlarni o'z ichiga oladi va o'zidan oldingi pro-mRNKga qaraganda ancha qisqaroqdir. Intronlarning o'lchamlari 100 dan 10 000 gacha yoki undan ko'p nukleotidlar orasida o'zgarib turadi. Intonlar barcha etuk bo'lmagan mRNKning taxminan 80% ni tashkil qiladi. Muqobil splicing imkoniyati endi isbotlangan, bunda nukleotidlar ketma-ketligi uning turli qismlarida bitta asosiy transkriptdan olib tashlanishi va bir nechta etuk mRNKlar hosil bo'lishi mumkin. Ushbu turdagi qo'shilish sutemizuvchilarning immunoglobulin gen tizimiga xos bo'lib, bu bitta mRNK transkripti asosida har xil turdagi antikorlarni hosil qilish imkonini beradi. Qayta ishlash tugagandan so'ng, etuk mRNK yadrodan sitoplazmaga chiqarilishidan oldin tanlanadi. Aniqlanishicha, etuk mRNKning atigi 5% i kiradi, qolgan qismi esa yadroda parchalanadi. Eukaryotik genlarning birlamchi transkriptonlarining o'zgarishi, ularning ekzon-intron tashkiloti bilan bog'liq va etuk mRNKning yadrodan sitoplazmaga o'tishi bilan bog'liq holda, eukariotlarning genetik ma'lumotlarini amalga oshirish xususiyatlarini belgilaydi. Demak, eukaryotik mozaik geni tsistron geni emas, chunki oqsil sintezi uchun butun DNK ketma-ketligi ishlatilmaydi.
Biologiyada transkripsiya - bu nuklein kislotaning tarkibiy qismi bo'lgan DNKdan ma'lumotni o'qishning ko'p bosqichli jarayoni tanadagi genetik ma'lumotni tashuvchisi, shuning uchun uni to'g'ri dekodlash va keyingi yig'ish uchun boshqa hujayra tuzilmalariga o'tkazish muhimdir. peptidlardan iborat.
"Biologiyada transkripsiya" ta'rifi
Protein sintezi tananing har qanday hujayrasida asosiy hayotiy jarayondir. Peptid molekulalarini yaratmasdan, normal hayot funktsiyalarini saqlab bo'lmaydi, chunki bu organik birikmalar barcha metabolik jarayonlarda ishtirok etadi, ko'plab to'qimalar va organlarning tarkibiy qismlari bo'lib, organizmda signalizatsiya, tartibga solish va himoya rollarini o'ynaydi.
Protein biosintezini boshlaydigan jarayon transkripsiyadir. Biologiya uni qisqacha uch bosqichga ajratadi:
- Boshlash.
- Elongatsiya (RNK zanjirining o'sishi).
- Tugatish.
Biologiyadagi transkripsiya bosqichma-bosqich reaktsiyalarning butun kaskadi bo'lib, buning natijasida RNK molekulalari DNK matritsasida sintezlanadi. Bundan tashqari, shu tarzda nafaqat informatsion ribonuklein kislotalar, balki transport, ribosoma, kichik yadro va boshqalar ham hosil bo'ladi.
Har qanday biokimyoviy jarayon singari, transkripsiya ham ko'p omillarga bog'liq. Birinchidan, bu prokaryotlar va eukaryotlar o'rtasida farq qiluvchi fermentlar. Ushbu ixtisoslashgan oqsillar transkripsiya reaktsiyalarini to'g'ri boshlash va amalga oshirishga yordam beradi, bu yuqori sifatli protein chiqishi uchun muhimdir.
Prokariotlarning transkripsiyasi
Biologiyada transkripsiya DNK shablonida RNK sintezi bo'lganligi sababli, bu jarayonda asosiy ferment DNKga bog'liq RNK polimeraza hisoblanadi. Bakteriyalarda barcha molekulalar uchun bunday polimerazalarning faqat bitta turi mavjud
RNK polimeraza, komplementarlik printsipiga ko'ra, DNK shablon zanjiri yordamida RNK zanjirini yakunlaydi. Bu ferment ikkita b-kichik birlik, bitta a-kichik birlik va bitta s-kichik birlikdan iborat. Birinchi ikkita komponent ferment tanasini shakllantirish funktsiyasini bajaradi, qolgan ikkitasi esa mos ravishda DNK molekulasida fermentni ushlab turish va dezoksiribonuklein kislotaning promotor qismini tanib olish uchun javobgardir.
Aytgancha, sigma omili ma'lum bir gen tan olinadigan belgilardan biridir. Masalan, N pastki belgisi bilan lotincha s harfi bu RNK polimeraza muhitda azot yetishmaganda yoqilgan genlarni tanilishini bildiradi.
Eukariotlarda transkripsiya
Bakteriyalardan farqli o'laroq, hayvonlar va o'simliklardagi transkripsiya biroz murakkabroq. Birinchidan, har bir hujayrada bir emas, balki uch xil RNK polimerazalari mavjud. Ular orasida:
- RNK polimeraza I. Ribosomal RNK genlarining transkripsiyasi uchun javob beradi (5S RNK ribosoma bo'linmalaridan tashqari).
- RNK polimeraza II. Uning vazifasi normal ma'lumotni (shablon) ribonuklein kislotalarini sintez qilishdir, ular keyinchalik tarjimada ishtirok etadilar.
- RNK polimeraza III. Ushbu turdagi polimerazalarning vazifasi 5S-ribosoma RNKsini sintez qilishdir.
Ikkinchidan, eukaryotik hujayralardagi promotorni aniqlash uchun faqat polimeraza bo'lishi etarli emas. Transkripsiyaning boshlanishida TF oqsillari deb ataladigan maxsus peptidlar ham ishtirok etadi. Faqat ularning yordami bilan RNK polimeraza DNKga tushishi va ribonuklein kislota molekulasi sintezini boshlashi mumkin.
Transkripsiya ma'nosi
DNK shablonida hosil bo'lgan RNK molekulasi keyinchalik ribosomalarga birikadi, bu erda undan ma'lumot o'qiladi va oqsil sintezlanadi. Peptid hosil bo'lish jarayoni hujayra uchun juda muhimdir, chunki Ushbu organik birikmalarsiz normal hayot faoliyati mumkin emas: ular birinchi navbatda barcha biokimyoviy reaktsiyalarning eng muhim fermentlari uchun asosdir.
Biologiyada transkripsiya ham rRNKning manbai bo'lib, u tRNK bilan bir qatorda aminokislotalarni ushbu membrana bo'lmagan tuzilmalarga o'tkazishda ishtirok etadi. SnRNKlar (kichik yadrolilar) ham sintezlanishi mumkin, ularning vazifasi barcha RNK molekulalarini birlashtirishdir.
Xulosa
Biologiyada tarjima va transkripsiya oqsil molekulalarining sintezida nihoyatda muhim rol o‘ynaydi. Bu jarayonlar molekulyar biologiyaning markaziy dogmasining asosiy tarkibiy qismi bo'lib, unda RNK DNK matritsasida sintezlanadi, RNK esa, o'z navbatida, oqsil molekulalari shakllanishining boshlanishi uchun asosdir.
Transkripsiyasiz dezoksiribonuklein kislotasi tripletlarida kodlangan ma'lumotni o'qib bo'lmaydi. Bu jarayonning biologik darajada muhimligini yana bir bor isbotlaydi. Har qanday hujayra, u prokaryotik yoki eukaryotik bo'lsin, doimiy ravishda hayotni saqlab qolish uchun zarur bo'lgan yangi va yangi oqsil molekulalarini sintez qilishi kerak. Shuning uchun biologiyada transkripsiya tananing har bir alohida hujayrasi ishidagi asosiy bosqichdir.
RNK biosintezi - transkripsiya - DNK dan genetik ma'lumotni o'qish jarayoni, bunda DNKning nukleotidlar ketma-ketligi RNKning nukleotidlar ketma-ketligi sifatida kodlanadi. Energiya va substrat sifatida ishlatiladi - riboza bilan nukleozid-3-fosfat. U asoslanadi bir-birini to'ldirish printsipi- konservativ jarayon - yangi bir zanjirli RNK butun interfaza davomida sintezlanadi, ma'lum hududlarda boshlanadi - promotorlar, terminatorlar bilan tugaydi va ular orasidagi mintaqa - operon (transkripton) - bir yoki bir nechta funktsional bog'liq genlarni o'z ichiga oladi, ba'zan. oqsillarni kodlamaydigan genlarni o'z ichiga oladi. Transkripsiyadagi farqlar: 1) individual genlar transkripsiya qilinadi. 2) astar talab qilinmaydi. 3) riboza dezoksiriboza emas, balki RNK tarkibiga kiradi.
Transkripsiya bosqichlari: 1) RNK polimerazasining DNK bilan bog'lanishi. 2) boshlash - RNK zanjirining hosil bo'lishi. 3) RNK zanjirining cho'zilishi yoki o'sishi. 4) tugatish.
1-bosqich - RNK polimeraza bog'laydigan hudud promotor deb ataladi (40 juft nukleotid) - tanib olish, biriktirish va boshlash joyi mavjud. RNK polimeraza promotorni tanib, uning ustiga o'tiradi va yopiq promotor kompleksini hosil qiladi, bunda DNK spirallanadi va kompleks oson ajraladi va ochiq promotor kompleksiga aylanadi - bog'lanishlar mustahkam, azotli asos tashqi tomonga buriladi.
2-bosqich - boshlash RNK sintezi RNK zanjirida bir nechta bo'g'inlarning hosil bo'lishidan iborat bo'lib, sintez bir DNK zanjirida 3'-5' boshlanadi va 5'-3' yo'nalishda davom etadi. Bosqich b-kichik birlikning ajralishi bilan tugaydi.
3-bosqich - cho'zilish- RNK zanjirining cho'zilishi - Core-rRNK polimeraza tufayli sodir bo'ladi. DNK zanjiri 18 juftda despirallanadi va 12 juftda bu gibrid - DNK va RNKning umumiy gibrididir. RNK polimeraza DNK zanjiri bo'ylab harakat qiladi va keyin DNK zanjirini tiklaydi. Eukariotlarda RNK 30 ta nukleotidga yetganda, 5' uchida himoya qalpoq tuzilishi hosil bo'ladi.
4-bosqich - tugatish– terminatorlarda uchraydi. Zanjirda GK ga boy bo'lak bo'ladi, so'ngra 4 dan 8 gacha ketma-ket A. Bo'limdan o'tgandan so'ng, RNK mahsulotida soch tolasi hosil bo'ladi va ferment uzoqqa bormaydi, sintez to'xtaydi. Muhim rolni oqsilni tugatish omili - rho va minora o'ynaydi. Sintez davom etayotganda pirofosfat rho oqsilini inhibe qilgan, chunki ferment to'xtadi (soch tolasi) fosfor kislotasining sintezi to'xtadi. Rho oqsili faollashadi va nukleozid fosfataza faolligini namoyon qiladi, bu esa RNK, RNK polimeraza ajralishiga olib keladi, keyinchalik u subbirlik bilan birlashadi.
Qayta ishlash - RNKning yetilishi. Quyidagilarni o'z ichiga oladi: 1) ribosomaga biriktirilishida ishtirok etadigan 5' uchida qopqoq hosil bo'lishi. 2) 3' uchida poliadenillanish sodir bo'ladi va yuz-ikki yuz adenil nukleotidli dum hosil bo'ladi, u '-uchini nukleazalar ta'siridan himoya qiladi va yadro teshiklaridan o'tishga yordam beradi va ribosomaga qo'shilishda rol o'ynaydi. . 3) qo'shish - kodlanmaydigan ketma-ketliklar - intronlar - kesiladi. Bu ikki yo'l bilan sodir bo'ladi: a) spliceosoma tomonidan amalga oshiriladi - bu bir qator oqsillarni va kichik yadro RNKni o'z ichiga olgan nukleoprotein. Boshida intronlar aylana bo'lib, faqat kodlash ketma-ketliklari - ekzonlar qoladi. Endonukleaza fermentlari kesiladi va ligazalar qolgan eksonlarni birlashtiradi. BU. intronlar yo'qoladi. Alternativ splicing - bir RNK nuklein kislotasi ketma-ketligidan bir nechta oqsillar hosil bo'ladi. Self-splicing - bu intronlarni mustaqil ravishda olib tashlash. Splicing buzilishi: 1) tizimli qizil yuguruk. 2) fenilketonuriya. 3) gemoglobinopatiya. Prokaryotik xabarchi RNK ishlov berilmaydi, chunki ularda intronlar yo'q. tRNKni qayta ishlash. tRNK prekursori parchalanadi va 5'-3' Q P nukleotid chiqariladi.3' uchiga OH guruhiga ega CCA ketma-ketligi va 5' uchiga fosforlangan purin asosi qo'shiladi. Duhidroridin halqasi - ARSaz. rRNKni qayta ishlash. rRNK kashshofi proribosoma RNK 45S yadrochada sintezlanadi va ribonukleazalar taʼsirida 5,8S 18S 28S hosil boʻladi. Ular 70% spirallangan. rRNK ribosoma hosil bo'lishida rol o'ynaydi va katalitik jarayonlarda ishtirok etadi. Subbirlik yadrodagi rRNK dan hosil bo'ladi. Kichik bo'linma 30S, katta bo'linma 50S va 70S ribosoma prokariotlarda, eukariotlarda 40S + 60S = 80S hosil bo'ladi. Ribosoma hosil bo'lishi sitoplazmada sodir bo'ladi.
RNK bilan bog'lanish uchun ribosoma joylari: 1) mRNK 5'GGAGG3' 3'CCUTCC5' Shine-Dalgorn ketma-ketligiga ega bo'lgan kichik subbirliklarda. Messenger RNK kichik bo'linmaga biriktirilgan. Eukariotlarda mRNK uchun CEP bilan bog'lanish joyi. tRNK bilan bog'lanish joyi: a) P-sayt - mRNKni o'sib borayotgan peptid zanjiriga bog'lash uchun peptidil markazi - peptidil-tRNK-bog'lanish. b) A-sayt - tRNKni aminokislota bilan bog'lash uchun - aminoatsil uchastkasi 2) Katta bo'linmada peptidiltransferaza faolligi bo'lgan E-sayt mavjud.
Teskari transkripsiya retroviruslar yoki RNKni o'z ichiga olgan viruslar uchun xarakterli - OIV infektsiyasi virusi, onkoviruslar.
RNK zanjirida DNK sintezi teskari transkriptaza yoki revertaz fermenti yoki DNK RNK polimeraza ta'sirida sodir bo'ladi. Xost hujayraga kirib, DNK sintezi sodir bo'ladi, u mezbonning DNKsiga integratsiya qilinadi va uning RNK transkripsiyasini va o'z oqsillarini sintezini boshlaydi.
Genetik kod, uning xususiyatlari. Genetik kod rRNK molekulasining nukleotidlar ketma-ketligi bo'lib, unda har bir aminokislota uchun kod so'zlari mavjud. Bu DNK molekulasidagi nukleotidlarning ma'lum bir ketma-ketligidan iborat.
Xarakterli. 1) triplet genetik kod - ya'ni. Har bir a/k uchta nukleotid bilan shifrlangan. 2) a/k ning genetik kodi degenerativ yoki ortiqcha - a/k ning katta qismi bir nechta kodonlar bilan kodlangan. Hammasi bo'lib 64 ta triplet hosil bo'ladi, ulardan 61 tasi ma'lum a/k ni kodlaydi, uchtasi - AUG, UAA, UGA - bema'ni kodonlardir, chunki. ular 20 a/k ning hech birini kodlamaydi va sintezni tugatish funktsiyasini bajaradi. 3) Genetik kod uzluksiz, tinish belgilari yo'q, ya'ni. bir tripletning oxiri va boshqasining boshlanishini ko'rsatadigan signallar. Kod chiziqli, bir yo'nalishli, uzluksiz. Masalan - ACGUTSGACC. 4) sintez faollashuv kodoni AUG tripletidir. 5) Genetik kod universaldir.
22. Translyatsiya - oqsil biosintezi. Tarjima bosqichlari: 1) inisiatsiya. 2) cho'zilish. 3) tugatish. Boshlash– konditsioner faollashtiriladi.
Boshlovchi aatRNK kelajakdagi oqsilning 1 a/k qismi bilan faqat karboksil guruhi bilan o'zaro ta'sir qiladi va 1 a/k sintez uchun faqat NH 2 guruhini ta'minlay oladi, ya'ni. oqsil sintezi N-terminusdan boshlanadi.
Kichkina kichik zarrachada boshlanish kompleksining yig'ilishi. Faktorlar: 30S mRNK fomilmetionil tRNK IF 123 Mg 2+ GTP – energiya manbai
Boshlanish omillari bilan yuklangan kichik subbirlik mRNKda AUG yoki GUG boshlang'ich kodonini topadi va uning bo'ylab o'qish ramkasi o'rnatiladi, ya'ni. Boshlang'ich kodoni P joyiga joylashtirilgan. Formmetionil tRNK unga yaqinlashadi, bu IF 3 omilining ajralishi bilan birga keladi, keyin katta bo'linma biriktiriladi va IF 1 va IF2 ajralib chiqadi, 1GTP gidrolizi sodir bo'ladi va ribosoma hosil bo'ladi. Cho'zilish-ribosomaning ish sikli. Uch bosqichni o'z ichiga oladi: 1) aatRNKning A-saytga bog'lanishi, chunki P-sayt band - cho'zilish omillari EF-TU, EF-TS va GTP kerak.. 2) transpeptidatsiya E-sayt aminokislotalarni uzatadi va peptid bog'i hosil bo'ladi. Prokariotlarda cho'zilish omillari: EF-TU, EF-TS, EF-G. 3 ) Translokatsiya- birinchidan, P-saytning EF-G deatsillangan tRNKsi ribosomani tark etib, 1 tripletni 3' oxirigacha siljitadi; peptidning A dan P-saytga harakatlanishi - GTP va cho'zilish omili - EF-G translokazasi ishlatiladi, A - sayt yana erkin bo'ladi va jarayon takrorlanadi. Tugatish– RF 1 2 3 ajralish omillari yordamida UAA, UGA, UAG tugatish kodonlarini tanib olish. Terminal kodon A-saytga kirganda, tRNK unga biriktirilmaydi, lekin uzayishni bloklaydigan terminatsion omillardan biri biriktiriladi. , bu peptidil transferaza bo'limining Esteraza faolligi faollashishi bilan birga keladi E. Peptid va tRNK o'rtasidagi ester aloqalarining gidrolizlanishi sodir bo'ladi, ribosoma peptid, tRNKni tark etadi va keyinchalik ishlatilishi mumkin bo'lgan subbirliklarga ajraladi.
Strukturaning shakllanishi chaperon oqsillari - issiqlik zarbasi oqsillari yordamida bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi. Bitta peptid bog'ining sintezi uchun tRNKning aminoatsillanishi (aminokislota qo'shilishi) uchun 1ATP, aatRNKning A-sayt bilan bog'lanishi uchun 1GTP va translokatsiya uchun 1GTP kerak bo'ladi. Bir peptid bog'lanishining sintezi uchun taxminan 4 ta yuqori energiyali aloqaning energiya sarfi.
23. Laktoza operon. Replikatsiya DNK oqsili va guanozin tetrafosfat konsentratsiyasi bilan tartibga solinadi. Gen ekspressiyasini asosiy tartibga solish transkripsiya darajasida (hujayra rivojlanish bosqichiga, barcha omillarga, gormonlar va boshqa tartibga soluvchi komponentlarning ta'siriga qarab) amalga oshiriladi. Turli to'qimalar hujayralarida genlarning atigi 5% ifodalanadi, 97% jim - keraksiz DNK - transkripsiya regulyatorlari xronomerlar va bir qator tartibga soluvchi ketma-ketliklardir. Agar tartibga soluvchi oqsilning DNKga biriktirilishi transkripsiyani keltirib chiqarsa, bu ijobiy (+) regulyatsiya, agar transkripsiyani bostirish salbiy (-) regulyatsiya bo'lsa. Ijobiy tartibga solish- gen o'chiriladi, tartibga soluvchi oqsilning biriktirilishi sintezning boshlanishiga olib keladi va oxir-oqibat gen yoqiladi. BU. tartibga soluvchi oqsil induktor yoki faollashtiruvchi bo'lishi mumkin . Salbiy tartibga solish- gen yoqiladi, RNK sintezi sodir bo'ladi, agar oqsilni tartibga soluvchi omil (oqsil sintezining inhibitori yoki repressori) biriktirilsa, gen o'chiriladi. Ko'pgina gormonlar va boshqa omillar regulyator oqsilining bog'lanishiga ta'sir qiladi. E. Coli laktoza operoni- salbiy tartibga solish. Uning ishining asosiy elementlari: DNK molekulasida - regulyator mintaqa, promotor, pro-operon va uchta strukturaviy gen: lag 1, lag 2, lag 3 va terminator. Lag 1 - laktaza yoki beta-galaktosidaza fermenti sintezini amalga oshiradi. Lag 2 - membrana bo'ylab laktoza tashishda ishtirok etadigan permiaz fermenti. Lag 3 - transatsilaza fermenti. Regulyator - ribosomada mRNK sintezi, repressor oqsilining hosil bo'lishiga olib keladi, u operatorga yopishadi (yaqinlik borligi uchun), uning ustida o'tiradi va promotor va operonning hududlari bir-biriga yopishadi - RNK polimeraza promotor bilan bog'lana olmaydi va transkripsiya o'chiriladi. Glyukoza va galaktoza repressor va operator o'rtasidagi o'xshashlikni ta'minlaydi. Agar o'xshashlik bo'lmasa, laktoza repressor bilan o'zaro ta'sir qiladi, uning o'zgarishini o'zgartiradi va u operonga o'tirmaydi, chunki unga o'xshashligini yo'qotadi. RNK polimeraza promotorga tushadi va messenjer RNKning transkripsiyasi boshlanadi. Laktoza induktor bo'lib, jarayon induksiya - salbiy tartibga solish shakli, shuning uchun transkripsiya repressorning biriktirilishi tufayli to'xtaydi va uning bo'linishi sintez boshlanishiga olib keladi. Ijobiy tartibga solish - TATA omili- TATA qutisi bo'limiga o'xshashliklarga ega. TATA omili TATA qutisiga tushadi - RNK polimeraza uchun uning promotorini tanib olish uchun signal, uning ustiga o'tiradi va yaqin genlarning transkripsiyasini boshlaydi. Prokaryotlarda salbiy tartibga solish ustunlik qiladi, eukaryotlar uchun bu foydali emas. Kuchaytiruvchi hududlar (transkripsiya kuchaytirgichlari) + tartibga soluvchi oqsil transkripsiyaning kuchayishiga olib keladi. Sensorlar + regulyator oqsili à transkripsiyani o'chiradi va xromosomalar tuzilishini o'zgartiradi.
