Sel mana-mana organisma adalah satu kilang besar untuk pengeluaran bahan kimia. Di sini tindak balas berlaku dalam biosintesis lipid, asid nukleik, karbohidrat dan, sudah tentu, protein. Protein memainkan peranan yang sangat besar dalam kehidupan sel, kerana ia melakukan banyak fungsi: enzimatik, isyarat, struktur, pelindung dan lain-lain.
Biosintesis protein: perihalan proses
Pembinaan molekul protein ialah proses pelbagai peringkat kompleks yang berlaku di bawah tindakan sejumlah besar enzim dan dengan kehadiran struktur tertentu.
Sintesis mana-mana protein bermula dalam nukleus. Maklumat tentang struktur molekul direkodkan dalam DNA sel, dari mana ia dibaca. Hampir setiap gen dalam organisma mengekod satu molekul protein yang unik.
Apakah peranan sitoplasma dalam biosintesis protein? Hakikatnya ialah sitoplasma sel adalah "kolam" untuk monomer bahan kompleks, serta struktur yang bertanggungjawab untuk proses sintesis protein. Juga, persekitaran dalaman sel mempunyai keasidan yang berterusan dankandungan ion, yang memainkan peranan penting dalam tindak balas biokimia.
Biosintesis protein berlaku dalam dua peringkat: transkripsi dan terjemahan.
Transkripsi
Peringkat ini bermula dalam nukleus sel. Di sini peranan utama dimainkan oleh asid nukleik seperti DNA dan RNA (asid deoksi dan ribonukleik). Dalam eukariota, unit transkripsi ialah transkripton, manakala dalam prokariot, organisasi DNA ini dipanggil operon. Perbezaan antara transkripsi dalam prokariot dan eukariota ialah operon ialah bahagian molekul DNA yang mengekod beberapa molekul protein, apabila transkrip membawa maklumat tentang hanya satu gen protein.
Tugas utama sel pada peringkat transkripsi ialah sintesis RNA messenger (mRNA) pada templat DNA. Untuk melakukan ini, enzim seperti polimerase RNA memasuki nukleus. Ia terlibat dalam sintesis molekul mRNA baharu, yang merupakan pelengkap kepada tapak asid deoksiribonukleik.
Untuk tindak balas transkripsi yang berjaya, kehadiran faktor transkripsi, yang juga disingkatkan sebagai TF-1, TF-2, TF-3, adalah perlu. Struktur protein kompleks ini terlibat dalam sambungan RNA polimerase dengan promoter pada molekul DNA.
Sintesis mRNA diteruskan sehingga polimerase mencapai kawasan akhir transkrip, yang dipanggil terminator.
Operator, sebagai satu lagi kawasan fungsian transkrip, bertanggungjawab untuk menghalang transkripsi atau, sebaliknya, untuk mempercepatkan kerja RNA polimerase. Bertanggungjawab untukpengawalan kerja enzim transkripsi masing-masing protein-perencat atau protein-pengaktif khas.
Siaran
Selepas mRNA disintesis dalam nukleus sel, ia memasuki sitoplasma. Untuk menjawab soalan tentang peranan sitoplasma dalam biosintesis protein, adalah wajar untuk menganalisis dengan lebih terperinci nasib selanjutnya molekul asid nukleik pada peringkat terjemahan.
Penterjemahan berlaku dalam tiga peringkat: permulaan, pemanjangan dan penamatan.
Pertama, mRNA mesti melekat pada ribosom. Ribosom adalah struktur kecil bukan membran sel, yang terdiri daripada dua subunit: kecil dan besar. Pertama, asid ribonukleik melekat pada subunit kecil, dan kemudian subunit besar menutup keseluruhan kompleks translasi supaya mRNA berada di dalam ribosom. Sebenarnya, ini adalah penghujung peringkat permulaan.
Apakah peranan sitoplasma dalam biosintesis protein? Pertama sekali, ia adalah sumber asid amino - monomer utama mana-mana protein. Pada peringkat pemanjangan, pembentukan rantai polipeptida secara beransur-ansur berlaku, bermula dengan kodon metionin permulaan, yang mana baki asid amino dilekatkan. Kodon dalam kes ini ialah triplet nukleotida mRNA yang mengekod satu asid amino.
Pada peringkat ini, satu lagi jenis asid ribonukleik disambungkan kepada kerja - pemindahan RNA, atau tRNA. Mereka bertanggungjawab untuk menghantar asid amino ke kompleks mRNA-ribosom dengan membentuk kompleks aminoasil-tRNA. Pengecaman tRNA berlaku melalui pelengkapinteraksi antikodon molekul ini dengan kodon pada mRNA. Oleh itu, asid amino dihantar ke ribosom dan dilekatkan pada rantai polipeptida yang disintesis.
Penamatan proses terjemahan berlaku apabila mRNA mencapai bahagian kodon hentian. Kodon ini membawa maklumat tentang penghujung sintesis peptida, selepas itu kompleks ribosom-RNA dimusnahkan, dan struktur utama protein baharu memasuki sitoplasma untuk transformasi kimia selanjutnya.
Faktor permulaan protein khas JIKA dan faktor pemanjangan EF terlibat dalam proses terjemahan. Ia terdiri daripada pelbagai jenis, dan tugas mereka adalah untuk memastikan sambungan RNA yang betul dengan subunit ribosom, serta dalam sintesis rantai polipeptida itu sendiri pada peringkat pemanjangan.
Apakah peranan sitoplasma dalam biosintesis protein: secara ringkas tentang komponen utama biosintesis
Selepas mRNA meninggalkan nukleus ke dalam persekitaran dalaman sel, molekul mesti membentuk kompleks translasi yang stabil. Apakah komponen sitoplasma yang mesti ada pada peringkat terjemahan?
1. Ribosom.
2. Asid amino.
3. tRNA.
Asid amino - monomer protein
Untuk sintesis rantai protein, kehadiran dalam sitoplasma komponen struktur molekul peptida - asid amino. Bahan-bahan berat molekul rendah ini dalam komposisinya mempunyai kumpulan amino NH2 dan sisa asid COOH. Satu lagi komponen molekul - radikal - adalah ciri khas setiap asid amino individu. Apakah peranan sitoplasma dalambiosintesis protein?
AA berlaku dalam larutan dalam bentuk zwitterion, iaitu molekul yang sama yang menderma atau menerima proton hidrogen. Oleh itu, kumpulan amino asid amino ditukar kepada NH3+, dan kumpulan karbonil menjadi COO-.
Secara keseluruhan, terdapat 200 AA secara semula jadi, di mana hanya 20 daripadanya membentuk protein. Antaranya, terdapat sekumpulan asid amino penting yang tidak disintesis dalam tubuh manusia dan masuk ke dalam sel hanya dengan makanan yang ditelan, dan asid amino bukan penting yang badan terbentuk sendiri.
Semua AA dikodkan oleh beberapa kodon yang sepadan dengan tiga nukleotida mRNA, dan satu asid amino selalunya boleh dikodkan oleh beberapa jujukan sedemikian sekaligus. Kodon metionin dalam pro dan eukariota adalah yang permulaan, kerana ia memulakan biosintesis rantai peptida. Kodon henti termasuk urutan nukleotida UAA, UGA dan UAG.
Apakah itu ribosom?
Bagaimanakah ribosom bertanggungjawab untuk biosintesis protein dalam sel dan apakah peranan struktur ini? Pertama sekali, ini adalah pembentukan bukan membran, yang terdiri daripada dua subunit: besar dan kecil. Fungsi subunit ini adalah untuk menahan molekul mRNA di antara mereka.
Terdapat tapak dalam ribosom tempat kodon mRNA masuk. Secara keseluruhan, dua kembar tiga sebegitu boleh muat antara subunit kecil dan besar.
Beberapa ribosom boleh terkumpul menjadi satu polisom besar, yang menyebabkan kadar sintesis rantai peptida meningkat, dan output boleh diperolehi serta-mertabeberapa salinan protein. Berikut ialah peranan sitoplasma dalam biosintesis protein.
Jenis RNA
Asid ribonukleik memainkan peranan penting pada semua peringkat transkripsi. Terdapat tiga kumpulan besar RNA: pengangkutan, ribosom dan maklumat.
mRNA terlibat dalam pemindahan maklumat tentang komposisi rantai peptida. tRNA adalah mediator dalam pemindahan asid amino ke ribosom, yang dicapai dengan pembentukan kompleks aminoacyl-tRNA. Perlekatan asid amino berlaku hanya dengan interaksi pelengkap antikodon RNA pemindahan dengan kodon pada RNA pembawa pesan.
rRNA terlibat dalam pembentukan ribosom. Urutan mereka adalah salah satu sebab mengapa mRNA diadakan di antara subunit kecil dan besar. RNA ribosom dihasilkan dalam nukleolus.
Maksud protein
Biosintesis protein dan kepentingannya untuk sel adalah sangat besar: kebanyakan enzim badan adalah bersifat peptida, terima kasih kepada protein, bahan diangkut melalui membran sel.
Protein juga melakukan fungsi struktur apabila ia adalah sebahagian daripada otot, saraf dan tisu lain. Peranan isyarat adalah untuk menghantar maklumat tentang proses yang berlaku, contohnya, apabila cahaya jatuh pada retina. Protein pelindung - imunoglobulin - adalah asas sistem imun manusia.
