وظایف حل در زیست شناسی عمومی. پروتئین سنتز در قفس. واکنش های ماتریس

در سال 1869، یوهان فریدریش میشن، بیوشیمی سوئیس، ابتدا کشف کرد که سلول ها را از هسته ها اختصاص داده و DNA را شرح داد. اما تنها در سال 1944 O. Avery، S. Makleod و M. Makarti، نقش ژنتیکی DNA ثابت شد، یعنی به طور قابل اعتماد ثابت شد که انتقال اطلاعات ارثی با اسید دی اکسیدبرونوکلئیک مرتبط است. این کشف یک عامل قدرتمند بود که تحریک مطالعه وراثت در سطح مولکولی بود. از آن زمان، توسعه سریع زیست شناسی مولکولی و ژنتیک آغاز شد.

اسیدهای نوکلئیک (از لات. هسته. - هسته) - این ترکیبات طبیعی طبیعی مولکولی طبیعی است که ذخیره سازی و انتقال اطلاعات ارثی (ژنتیکی) را در موجودات زنده فراهم می کنند. ترکیب آنها شامل: کربن (C)، هیدروژن (H)، اکسیژن (O)، فسفر (P). اسیدهای نوکلئیک بیوپلیمرهای نامنظم هستند که متشکل از مونومرها هستند - نوکلئوتید ها. ترکیب هر نوکلئوتید شامل موارد زیر است:

· پایه نیتروژن

· کربن ساده - 5 قند پنتوزوز کربن (ریبوز یا دگزرابیریبوز)

· باقی مانده اسید فسفریک.

دو نوع اسید نوکلئیک وجود دارد: deoxyribonucleic اسید - DNA حاوی deoxyribose و اسید ریبونوکلئیک - RNA حاوی ریبوز.

هر نوع اسید نوکلئیک را در نظر بگیرید.

DNA تقریبا به طور انحصاری در هسته سلول، گاهی اوقات در organoids: میتوکندری، پلاستیک است. DNA یک ترکیب پلیمری با محتوای ثابت (پایدار) در سلول است.

ساختار DNA. با ساختار آن، مولکول DNA دو زنجیره پلیمری متصل شده و به شکل یک هلیکس دوگانه متصل شده و پیچ خورده است (شکل 1).

یک مدل ساختار DNA در سال 1953 توسط D. Watson و F. Scream ایجاد شد که هر دو جایزه نوبل را به دست آوردند. عرض هلیکس دوگانه تنها حدود 0.002 میکرومتر (20 آنگستروم) است، اما طول آن به طور فوق العاده بزرگ است - تا چندین دهه و حتی صدها میکرومتر (برای مقایسه: طول بزرگترین مولکول پروتئین در حال گسترش است فرم 0.1 میکرومتر تجاوز نمی کند).

نوکلئوتید ها جدا از یکدیگر هستند - 0,34 NM، و یک دور از حساب مارپیچ برای 10 نوکلئوتید. وزن مولکولی DNA بزرگ است: این ده ها و حتی صدها میلیون نفر است. به عنوان مثال، وزن مولکولی (M. R) بزرگترین کروموزوم Drosophila 7.9 10 10 است.

واحد ساختاری اصلی یک زنجیره یک نوکلئوتیدی است که شامل یک پایه نیتروژن، دكسی پریشوز و گروه فسفات است. DNA شامل 4 نوع پایگاه های نیتروژن است:

· پورین - آدنین (a) و گوانین (G)

· پیریمیدین - سیتوزین (C) و Timin (T).

مقدار کل پایه های پورین برابر با مقدار پیریمیدین است.

نوکلئوتید های DNA نیز به ترتیب 4 گونه هستند: آدونیل (A)، گانیلا (G)، سیتیدیل (C) و تیمیدیل (T)، تمام نوکلئوتید های DNA به دلیل بقایای اسیدهای فسفریک بین دیاکسیریکوز به یک زنجیره پلیوکلئوتید متصل می شوند. در زنجیره پلی کانلوتید ممکن است تا 300،000 یا بیشتر نوکلئوتید وجود داشته باشد.

بنابراین، هر مدار DNA یک polynucleotide را نشان می دهد که در آن نوکلئوتید ها در یک نظم دقیق تعریف شده اند. پایه های نیتروژن برای هر یک از آنها بسیار مناسب هستند که پیوند های هیدروژن بین آنها بوجود می آیند. یک الگوی مهم به وضوح در محل آنها ظاهر می شود: آدنین (a) یک زنجیره ای با یک تیمین (T) زنجیره دیگری با دو پیوند هیدروژنی همراه است و گوانین (D) یک زنجیره با سه پیوند هیدروژنی با سیتوز ارتباط دارد (ج) زنجیره دیگر، که منجر به یک جفت AA و آقای این توانایی نوکلئوتید های انتخابی انتخابی، مکمل، به عنوان مثال، مکاتبات فضایی و شیمیایی بین جفت نوکلئوتیدی نامیده می شود (نگاه کنید به شکل 2).

دنباله ای از اتصال نوکلئوتیدی یک مدار، مخالف (مکمل) به دیگری است، یعنی زنجیرها یک مولکول DNA، چند جهته یا ضد موازی را تشکیل می دهند. زنجیر در اطراف یکدیگر پیچ خورده و یک اسپلیکس دوگانه را تشکیل می دهند. تعداد زیادی از اوراق قرضه هیدروژنی یک اتصال قوی از موضوعات DNA را فراهم می کند و پایداری مولکول را فراهم می کند، در حالی که حفظ مولکول آن - تحت تاثیر آنزیم ها، به راحتی از بین می رود (Despirate).

تکرار DNA (کاهش DNA) - فرآیند تولید مثل خود بازتولید (خود حذف) ماکرومولکول های اسید نوکلئیک، که اطمینان دقیق اطلاعات ژنتیکی را تضمین می کند و آن را از نسل به نسل انتقال می دهد.

تکرار DNA در طول دوره بین فاز قبل از تقسیم سلولی رخ می دهد. مولکول DNA مادران (تعداد زنجیرهای DNA در سلول 2N) تحت عمل آنزیم ها از یک طرف از بین می رود و سپس از نوکلئوتید های آزاد بر اساس اصل تکمیلی در هر دو زنجیره، زنجیره های پلیوانوکلئوتید کودک تکمیل می شوند. به عنوان یک نتیجه از واکنش های ماتریس، دو مولکول دختر DNA که در آن یکی از زنجیرها مادر قدیمی است، و دیگری - جدید، دوباره سنتز شده (مقدار DNA در سلول 4n \u003d 2 x 2n) می شود.

توابع DNA

1. ذخیره اطلاعات ارثی در مورد ساختار پروتئین ها یا ارگاند های فردی آن. کوچکترین واحد اطلاعات ژنتیکی پس از نوکلئوتید سه نوکلئوتید متوالی است - سه گانه. دنباله ای از سه گانه در زنجیره پلیوانوکلئوتید توالی اسیدهای آمینه یک مولکول پروتئین (ساختار پروتئین اولیه) را تعریف می کند و یک ژن است. همراه با پروتئین های DNA، بخشی از کروماتین، ماده ای است که از آن کروموزوم هسته سلول است.

2. انتقال اطلاعات ارثی به عنوان یک نتیجه از تکرار برای تقسیم سلولی از سلول مادر یک شرکت تابعه است.

3. پیاده سازی اطلاعات ارثی (ذخیره شده در فرم ژن) به عنوان یک نتیجه از واکنش های بیوسنتز ماتریس از طریق تولید سلول های خاص و ارگانیسم پروتئین ها. در همان زمان، در یکی از زنجیرهای آن بر اساس اصل تکمیلی از نوکلئوتید های مولکول اطراف محیط اطراف، مولکول های RNA اطلاعات سنتز می شوند.

RNA - ارتباط با محتوای نوسان (Labile) در سلول.

ساختار RNA. با ساختار آن، مولکول RNA کمتر از مولکول های DNA با وزن مولکولی 20 تا 30 هزار (TRNA) تا 1 میلیون (rRNA)، RNA یک مولکول تک زنجیره ای است که به همان شیوه به عنوان یکی از DNA ساخته شده است زنجیر مونومرهای RNA - نوکلئوتید ها شامل یک پایه نیتروژن، ریبوز (پنتوزس) و گروه فسفات هستند. RNA شامل 4 پایه نیتروژن است:

· پورین - آدنین (a)؛

· پیریمیدین - گوانین (G)، سیتوزین (C)، uracil (y).

در RNA، Timin توسط Uracil نزدیک به آن بر روی ساختار جایگزین می شود (نوکلئوتید - اوریدیل. نوکلئوتید ها به زنجیره پلیوکلئوتید متصل می شوند به همان شیوه در DNA، به علت باقی مانده های اسید فسفریک بین ریبوز.

در محل سلول در میان RNA متمایز است: هسته ای، سیتوپلاسمی، میتوکندری، پلاستیک.

با توجه به توابع انجام شده در میان RNA متمایز هستند: حمل و نقل، اطلاعات و ریبوزومی.

حمل و نقل RNA (tRNA) - تک زنجیره ای، اما داشتن یک ساختار سه بعدی "برگ شبدر" ایجاد شده توسط پیوند هیدروژن داخل مولکولی (شکل 3). مولکول های tRNA کوتاه ترین هستند. شامل 80-100 نوکلئوتید است. آنها حدود 10 درصد کل محتوای RNA را در سلول تشکیل می دهند. آنها اسیدهای آمینه فعال را انتقال می دهند (هر tRNA از اسید آمینه آن همه 61 tRNA شناخته می شود) به ریبوزوم ها با بیوسنتز پروتئین در سلول. "

اطلاعات (ماتریس) RNA (ایرنا، mRNA) - مولکول تک رشته ای، که به عنوان یک نتیجه از رونویسی بر روی مولکول DNA تشکیل می شود (ژن های ژنی) را در هسته تشکیل می دهد و اطلاعاتی در مورد ساختار اولیه یک مولکول پروتئینی به محل سنتز پروتئین در ریبوزوم ها حمل می کند. مولکول IRNN می تواند از 300 تا 3000 نوکلئوتید تشکیل شود. سهم IRNA برای 0.5-1٪ از کل محتوای RNA در سلول محاسبه می شود.

RNA ریبوزوم (rRNA) - بزرگترین مولکول های تک رشته ای که همراه با مجتمع های پیچیده پروتئین هایی که از ساختار ریبوزوم هایی که سنتز پروتئین را پشتیبانی می کنند، تشکیل می دهند.

سهم RRNA حدود 90 درصد کل محتوای RNA در سلول را تشکیل می دهد.

تمام اطلاعات ژنتیکی ارگانیسم (ساختار پروتئین های آن) در DNA آن متشکل از نوکلئوتید ها به ژنها محصور شده است. به یاد بیاورید که ژن یک واحد اطلاعات ارثی (بخش مولکول DNA) است که حاوی اطلاعاتی در مورد ساختار یک پروتئین - آنزیم است. ژن های ناشی از خواص ارگانیسم ها ساختاری.و ژن هایی که تظاهرات ژن های ساختاری را تنظیم می کنند نامیده می شوند نظارتیتظاهرات (بیان) ژن (اجرای اطلاعات ارثی) به شرح زیر است:

برای اجرای بیان ژن، یک کد ژنتیکی وجود دارد - به شدت به طور مرتب دستور داده شده بین پایه های نوکلئوتید ها و اسیدهای آمینه (جدول 12).

جدول 12 کد ژنتیکی

خواص اصلی کد ژنتیکی.

سه قلو - کدگذاری اسیدهای آمینه توسط سه (سفرهای) پایگاه های نوکلئوتیدی انجام می شود. تعداد سه گانه کدگذاری 64 (4 نوع نوکلئوتید: A، T، C، G، 4 3 \u003d 64).

عدم شناخت - هر سه گانه تنها یک اسید آمینه را رمزگذاری می کند.

عزیمت، خروج - تعداد سه گانه کدگذاری بیش از تعداد اسیدهای آمینه (64\u003e 20). اسیدهای آمینه ای که بیش از یک سه گانه کدگذاری شده اند (در ترکیب پروتئین ها مانند اسیدهای آمینه رخ می دهد) وجود دارد. سه سه گانه وجود دارد که هیچ اسید آمینه (UAA، UAG، UGA) را برنامه ریزی نمی کنند. آنها "کدون های مزخرف" نامیده می شوند و نقش "توقف سیگنال" را بازی می کنند، به این معنی که پایان ضبط ژن (تعداد کل کدون های رمزگذار - 61).

پیاده سازی (تداوم) - خواندن سه گانه با DNA در سنتز IRNK به شدت در سه نوکلئوتید متوالی، بدون همپوشانی کدون های مجاور، به شدت ادامه می یابد. در داخل ژن هیچ "علائم نقطه گذاری" وجود ندارد.

جهانی بودن - برخی و همان تریپس ها همان اسیدهای آمینه را در تمام موجودات زنده در زمین قرار می دهند.

به طور کلی کاهش پذیرش اسامی اسیدهای آمینه:

فنگ - فنیل آلانین؛ GIS - جیستیدین؛

لی - لوسین؛ Gln - گلوتامین؛

ایل - ایزولیوسین؛ عمق - اسید گلوتامیک؛

ملاقات - متیونین؛ لیز - لیزین؛

شفت - والین؛ ASN - آسپاراژین؛

SER - سری؛ ASP - اسید مارپیچ؛

پرو - پرولین؛ CIS - Cysteine؛

تروئین؛ سه تریپتوفان؛

ALA - آلانین؛ ARG - آرژینین؛

تیر - تیروزین؛ گلی - گلیسین.

بنابراین، حامل DNA تمام اطلاعات ژنتیکی در سلول به طور مستقیم در سنتز پروتئین دخیل است (به عنوان مثال، اجرای این اطلاعات ارثی) پذیرفته نشده است. در سلول های حیوانی و گیاهان، مولکول های DNA توسط یک غشاء هسته ای از Cyto جدا می شوندپلاسما که سنتز پروتئین رخ می دهد. به ریبوزوم ها - مکان های مونتاژ پروتئین - فرستاده شده از هسته یک واسطه ای که اطلاعات کپی شده را حمل می کند و می تواند از طریق منافذ غشای هسته ای عبور کند. چنین واسطه یک RNA اطلاعاتی است که در واکنش های ماتریسی دخیل است.

واکنش های ماتریس - این واکنش سنتز ترکیبات جدید بر اساس ماکرومولکول های قدیمی "قدیمی" انجام نقش ماتریس، به عنوان مثال، فرم، نمونه برای کپی مولکول های جدید است. واکنش های ماتریس به پیاده سازی اطلاعات ارثی که در آن DNA و RNA شرکت می کنند عبارتند از:

1. تکرار DNA - مولکول های DNA دو برابر شده، به لطف انتقال اطلاعات ژنتیکی از نسل به نسل انجام می شود. ماتریس DNA مادر و جدید است که در این ماتریس - کودک تشکیل شده است، مولکول های DNA به تازگی سنتز شده (شکل 4).

2. رونویسی (لات رونویسی - بازنویسی) سنتز مولکول های RNA بر اساس اصل مکمل بر روی ماتریس یکی از زنجیرهای DNA است. این در کرنل تحت عمل آنزیم وابسته به DNA - RNA پلیمراز رخ می دهد. RNA اطلاعات یکی استمولکول غیر از مولکول و کدگذاری ژن همراه با یک مولکول DNA دو طرفه نخ است. اگر نوکلئوتید نوکلئوتید R تحت رونویسی های DNA رونویسی شده باشد، سپس پلیمراز DNA C به ترکیب ایرنا را تشکیل می دهد، اگر آن را به ارزش t، پس از آن تبدیل به IRNA، اگر آن را به ارزش T، آن را روشن (در ترکیب از RNA، Timin t؛ شکل 5). زبان Triplets DNA به کد کد IRNN ترجمه شده است (سه گانه در ایرنا کدون ها نامیده می شود).

به عنوان یک نتیجه از رونویسی ژن های مختلف، تمام انواع RNA سنتز می شوند. سپس IRNK، TRNA، PPHK از طریق منافذ در پوسته هسته ای، از سیتوپلاسم سلولی جلوگیری می کند تا توابع خود را انجام دهند.

3. ترجمه (لات ترجمه - انتقال، ترجمه) سنتز زنجیره های پروتئین پلیپپتیدی بر روی ماتریس IRNK بالغ است که توسط ریبوزوم انجام می شود. در این فرآیند، مراحل متعددی متمایز هستند:

مرحله اول - شروع (شروع سنتز - زنجیر). در سیتوپلاسم به یکی از انتهای IRNK (دقیقا همان چیزی که سنتز مولکول در هسته شروع شد) وارد ریبوزوم می شود و سنتز پلیپپتید را شروع می کند. TRNA مولکول، انتقال اسید آمینه متیونین (TRNA MET)، به ریبوزوم متصل می شود و به ابتدای زنجیره ایرنا متصل می شود (همیشه توسط کد آگوست). در کنار tRNA اول (بدون هیچ گونه ارتباطی با پروتئین سنتز) به دوم tRNA با اسید آمینه می پیوندد. اگر anti-cymodone tRNA، سپس بین اسیدهای آمینه، یک پیوند پپتید وجود دارد که آنزیم خاصی را تشکیل می دهد. پس از آن، TRNA ریبوزوم ها را ترک می کند (به سیتوپلاسم برای اسید آمینه جدید می رود)، و IRNK به یک کدون حرکت می کند.

مرحله دوم طول عمر (انقباض زنجیره ای) است. ریبوزوم در امتداد مولکول Innk حرکت نمی کند، اما به طور متناوب، سه گانه برای سه گانه. TRNA سوم با اسید آمینه با آنتی کودون آن با کد IRNK همراه است. هنگام ایجاد ارتباط ارتباطی ریبوزوم، گام دیگری را به یک "کدون" می برد، و آنزیم خاص "دوختن" دوم و سوم اسید آمینه - یک زنجیره پپتید تشکیل شده است. اسیدهای آمینه در زنجیره پلیپپتید رو به رشد در دنباله ای که رمزنگاری کدون آنها واقع شده اند، متصل می شوند (شکل 6).

مرحله سوم - خاتمه (پایان سنتز) زنجیره ای. این اتفاق می افتد زمانی که پخش ریبوزوم یکی از سه "کدون بی معنی" (UAA، UAG، UGA) پخش شود. نمره ریبوزوم با ایرنا، سنتز پروتئین تکمیل شده است.

بنابراین، دانستن نظم اسیدهای آمینه در مولکول پروتئین، می توان روش برای نوکلئوتید (سه گانه) را در زنجیره IRNK تعیین کرد و بر اساس آن، ترتیب جفت نوکلئوتیدی در بخش DNA و بالعکس، با توجه به آن اصل تکمیلی نوکلئوتیدی.

به طور طبیعی، در فرایند واکنش های ماتریس به علت هر گونه علل (طبیعی یا مصنوعی)، تغییرات می تواند رخ دهد - جهش. این جهش های ژنی در سطح مولکولی هستند - نتیجه آسیب های مختلف در مولکول های DNA. جهش های ژن که در سطح مولکولی اتفاق می افتد، به عنوان یک قاعده، یک یا چند نوکلئوتید تاثیر می گذارد. تمام اشکال جهش های ژنی را می توان به دو گروه بزرگ تقسیم کرد.

گروه اول - تغییر فریم خواندن - نشان دهنده قرار دادن یا از دست دادن یک یا چند جفت نوکلئوتید است. بسته به اختلال، این توسط این یا آن کوانتوس تغییر یافته است. این ها شدید ترین آسیب به ژن ها هستند، زیرا اسید آمینه های کاملا متفاوت در پروتئین گنجانده شده است.

80٪ از جهش های ژن خود به خودی بر روی چنین حذف ها و درجات وجود دارد.

اثرات مخرب بیشتر به اصطلاح جهش های بی معنی است که با ظهور کدون ترمیناتورها همراه استپروتئین سنتز Ku. این می تواند منجر به پایان زودرس سنتز پروتئین شود، که به سرعت در حال تجزیه است. نتیجه مرگ سلولی یا تغییر در ماهیت توسعه فردی است.

جهش های مرتبط با جایگزینی، افتادن یا قرار دادن در بخش کدگذاری ژن فنوتیپی به عنوان جایگزینی اسید آمینه در پروتئین. بسته به ماهیت اسیدهای آمینه و اهمیت عملکردی ناحیه آشفته، از دست دادن کامل یا جزئی از فعالیت عملکردی پروتئین مشاهده می شود. به عنوان یک قاعده، این در کاهش حیات، تغییر علائم موجودات زنده و غیره بیان می شود.

گروه دوم - این جهش های ژن با جایگزینی جفت های پایه نوکلئوتید هستند. دو نوع جایگزینی وجود دارد:

1. انتقال - جایگزینی یک پورین بر پایه پورین (و در G یا G در A) یا یک پیریمیدین در پیریمیدین (C در هر T یا T بر روی C).

2. عرضی - جایگزینی یک پایه پورین بر پیریمیدین یا بالعکس (و بر روی C یا R در T یا Y).

یک مثال روشن از عرضی یک کم خونی سلول داسی شکل است که به دلیل نقض ارثی ساختار هموگلوبین بوجود می آید. ژن جهش یافته کدگذاری یکی از زنجیرهای هموگلوبین تنها یک نوکلئوتیدی را مختل می کند و جایگزینی آدنین توسط Uracil (GAA به Guo) جایگزین می شود.

در نتیجه، تغییر در فنوتیپ بیوشیمیایی رخ می دهد، در زنجیره هموگلوبین، اسید گلوتامی جایگزین با والن می شود. این جایگزینی سطح مولکول هموگلوبین را تغییر می دهد: به جای یک دیسک دوبعدی، سلول های اریتروسیت ها شبیه به بیماری ها هستند و یا عروق های کوچک را مسدود می کنند یا به سرعت از گردش خون خارج می شوند که به سرعت منجر به آن می شود کم خونی

بنابراین، اهمیت جهش های ژنی برای معیشت بدن یکسان نیست:

· برخی از جهش های خاموش، ساختار و عملکرد پروتئین را تحت تاثیر قرار نمی دهند (به عنوان مثال، جایگزینی نوکلئوتید، که منجر به جایگزینی اسید آمینه نمی شود)؛

· برخی جهش ها منجر به از دست رفتن کامل عملکرد پروتئین و مرگ سلولی می شود (به عنوان مثال، جهش های مزخرف)؛

· جهش های دیگر - با تغییر کیفی در ایرنا و اسیدهای آمینه منجر به تغییر در نشانه های بدن می شود؛

· و در نهایت، برخی از جهش هایی که خواص مولکول های پروتئینی را تغییر می دهند، اثر مضر بر فعالیت حیاتی سلول ها دارند - چنین جهش هایی، دوره دشواری بیماری را تعیین می کنند (به عنوان مثال، transversions).

با واکنش های سنتز ماتریس، پلیمرها شکل می گیرند، ساختار آن به طور کامل توسط ساختار ماتریس تعیین می شود. واکنش سنتز ماتریس بر مبنای تعامل مکمل بین نوکلئوتید ها است.

تکرار (کاهش، DNA دو برابر شدن).

ماتریس - زنجیره DNA مادر
محصول - زنجیره سنتز شده از DNA DNA
مکمل بین نوکلئوتید های زنجیره های مادر و تابعه DNA.

یک مارپیچ DNA دوگانه به دو تک باز می شود، سپس آنزیم پلیمراز DNA هر زنجیره ای را تکمیل می کند تا به طور کامل بر اساس اصل تکمیلی دو برابر شود.

رونویسی (سنتز RNA).

ماتریس - کدگذاری زنجیره DNA
محصول - RNA
مکمل بین نوکلئوتید های cDNA و RNA.

در بخش خاصی از DNA، پیوند هیدروژن شکستن، دو زنجیره تک به دست می آید. در یکی از آنها، IRNK بر اساس اصل تکمیلی ساخته شده است. سپس قطع می شود و به سیتوپلاسم می رود، و زنجیرهای DNA دوباره به یکدیگر متصل می شوند.

پخش (سنتز پروتئین).

ماتریس - IRNK.
محصول - Belok.
مکمل بین نوکلئوتید کدون های IRNK و نوکلئوتید TRNA ضد Cymodow، آوردن اسیدهای آمینه.

در داخل ریبوزوم ها، ضد انعقادی tRNA در کدون های IRNNC در اصل مکمل بودن پیوست می شوند. ریبوزوم اسیدهای آمینه را که توسط tRNA آورده شده، متصل می شود، پروتئین به دست می آید.

مراحل پروتئین بیوسنتز پروتئین در پروکاریوتم و یوکاریوت ها.

سنتز پروتئین پروکاریوتیس در 2 مرحله انجام می شود:

1) رونویسی، محصول این واکنش - mRNA؛

2) پخش، محصول این واکنش یک پلیپپتید است.

این مراحل می تواند به طور همزمان ادامه یابد، زیرا پوسته هسته ای در قفس وجود ندارد.

فرایند سنتز پروتئین در یوکاریوت ها شامل 3 مرحله است:

1) رونویسیDNA در Pro-mRNA (محصول: Pro-mRNA)؛

2) در حال پردازش -تبدیل pro-mRNA به mRNA بالغ؛

3) پخشmRNA در پلیپپتید.

در برخی موارد، لازم است یک پروتئین فعال برای به دست آوردن تحول شیمیایی آن، که نامیده می شود، بدست آورید اصلاح posttranslation.

مفهوم transcripton. ویژگی های ساختار تراشکار در پروکاریوتم و یوکاریوت ها.

ژن همراه با سایت های کمکی نامیده می شود transcriptonبنابراین، Transcripton کوچکترین واحد عملکردی ژنوم است.

transcripton معمولی شامل: ترویج - سیگنال شروع رونویسی، که آنزیم پلیمراز RNA به آن پیوسته است؛ نابود کننده سیگنال فکری سیگنال؛ طرح مقررات - اپراتور, به کدام پروتئین های کنترل شده توسط فعال کننده ها یا سرکوبگران پیوستند (آنها آن را آسان تر می کنند و رونویسی را مسدود می کنند)؛ ژنرال ساختاری.

ساختار Transcribton Prokaryotes.پروکریوت ها در ترانسپرتون شامل دو بخش است: قانونیو ساختاری. این مناطق به ترتیب 10٪ و 90٪ هستند. بخش نظارتی شامل یک پروموتر، اپراتور و یک ترمینال است. بخش ساختاری را می توان با یک یا چند ژن ساختاری نشان داد. در مورد دوم، آنها توسط مناطق ناخوشایند تقسیم می شوند - Spacers. این transcribton نامیده می شود اپرا.

W. eukarottranscripton همچنین شامل قانونیو ساختاری توطئه ها، نسبت نسبی آن، به عنوان مخالف پروکاریوتام، 90٪ و 10٪ است. بخش نظارتی شامل چندین پروموتر، اپراتورها و ترمینال ها می شود. ژنهای ساختاری ممکن است در قسمت های مختلف یک کروموزوم یا حتی در کروموزوم های مختلف باشد. بخش ساختاری Transcribton دارد متناوب(Mosaic) ساختار: بخش هایی که اطلاعات مربوط به توالی اسیدهای آمینه را در پروتئین حمل می کنند (کدگذاری یا اغاز) متناوب با قطعات انحصاری ( درون) تعداد اینترن ها در موجودات مختلف متفاوت است، اما به عنوان یک قاعده، طول کل اینترن بیش از طول کل اگزون است.

مکانیسم های رونویسی

رونویسی- این فرآیند کپی کردن بخش DNA به شکل مکمل pro-mRNA به آن است (سلف MRNA)، در هسته سلول رخ می دهد. آن را با پیوست آنزیم RNA پلیمراز به پروموتر آغاز می شود. DNA در یک منطقه مشخص غیرقابل کنترل است، پیوند های هیدروژنی بین 2 زنجیره نوکلئوتید خراب می شوند، در نتیجه، 2 زنجیره پلیوانوکلئوتید جداگانه تشکیل شده است. به آنها، نوکلئوتید های آزاد بر اساس اصل مکمل از کاروولیمف پیوستند. آنزیم همچنان به نوکلئوتید متصل می شود تا زمانی که به کدون Terminator برسد. پس از اتمام رونویسی DNA، ساختار اولیه دو زنجیره ای بازسازی می شود، پروتئین MRNA به سیتوپلاسم منتقل می شود.

1. توالی اطلاعات ژنتیکی را توضیح دهید: ژن - پروتئین - علامت.

2. به یاد داشته باشید ساختار پروتئین ساختار و خواص آن را تعریف می کند. این ساختار چگونه در یک مولکول DNA کدگذاری شده است؟

3. کد ژنتیکی چیست؟

4. خواص کد ژنتیکی را توصیف کنید.

7. واکنش های سنتز ماتریس. رونویسی

اطلاعات مربوط به پروتئین به عنوان یک توالی نوکلئوتیدی در DNA ثبت می شود و در هسته است. در واقع سنتز پروتئین در سیتوپلاسم بر روی ریبوزوم رخ می دهد. بنابراین، سنتز پروتئین نیاز به یک ساختار دارد که اطلاعات را از DNA به سایت سنتز پروتئین انتقال می دهد. چنین واسطه ای اطلاعاتی است یا ماتریس، RNA، که اطلاعات را از یک ژن مولکول DNA خاص به سایت سنتز پروتئین بر روی ریبوزوم ها انتقال می دهد.

علاوه بر حامل اطلاعات، مواد مورد نیاز است که تحویل اسیدهای آمینه را به سایت سنتز و تعریف محل آنها در زنجیره پلیپپتید تضمین می کند. چنین مواد حمل کننده حمل و نقل RNAs است که ارائه رمزگذاری و تحویل اسیدهای آمینه به سایت سنتز. سنتز پروتئین بر روی ریبوزوم ها جریان می یابد که بدن آنها از RNA ریبوزومی ساخته شده است. بنابراین، نوع دیگری از RNA مورد نیاز است - ریبوزومی.

اطلاعات ژنتیکی در سه نوع واکنش اجرا می شود: سنتز RNA، سنتز پروتئین، تکرار DNA. در هر یک از آنها، اطلاعاتی که در دنباله خطی نوکلئوتید ها به دست می آید، برای ایجاد یک دنباله خطی دیگر استفاده می شود: nucleotides (در مولکول های RNA یا DNA) یا اسید آمینه (در مولکول های پروتئینی). این آزمایش به طور تجربی ثابت شد که این DNA بود که به عنوان یک ماتریس برای سنتز تمام اسیدهای نوکلئیک عمل می کرد. این واکنش های بیوسنتز نامیده می شود سنتز ماتریس سادگی کافی واکنش های ماتریس و یک بعدی آنها اجازه مطالعه در جزئیات و درک مکانیسم آنها، در مقایسه با سایر فرآیندهای رخ داده در سلول.

رونویسی

فرایند بیوسنتز RNA بر روی DNA نامیده می شود رونویسی این فرایند به هسته منتقل می شود. در ماتریس DNA، تمام انواع RNA سنتز می شوند - اطلاعات، حمل و نقل و ریبوزومی، که پس از آن در سنتز پروتئین دخیل هستند. کد ژنتیکی برای DNA در فرایند رونویسی به RNA اطلاعات بازنویسی می شود. واکنش مبتنی بر اصل تکمیلی است.

سنتز RNA دارای تعدادی از ویژگی های است. مولکول RNA به طور قابل توجهی کوتاهتر است و یک نسخه از تنها بخش کوچکی از DNA است. بنابراین، ماتریس تنها بخش خاصی از DNA را اداره می کند، جایی که اطلاعات مربوط به این اسید نوکلئیک واقع شده است. RNA تازه سنتز شده هرگز با ماتریس اصلی DNA باقی نمی ماند و پس از پایان واکنش آزاد می شود. روند رونویسی در سه مرحله اتفاق می افتد.

مرحله اول - شروع - آغاز فرآیند نسخه های Synthesis RNA با یک منطقه DNA خاص شروع می شود که نامیده می شود پروموتر این منطقه شامل مجموعه خاصی از نوکلئوتید ها است شروع سیگنال این فرایند توسط آنزیم ها کاتالیز می شود RNA پلیمراز. آنزیم RNA-پلیمراز به پروموتر متصل می شود، چرخ دنده دوگانه را چرخانده و پیوند هیدروژن بین دو زنجیره DNA را از بین می برد. اما تنها یکی از آنها به عنوان یک ماتریس برای سنتز RNA عمل می کند.

مرحله دوم - طول عمر این مرحله روند اصلی را انجام می دهد. در همان مدار DNA، همانطور که در ماتریس، نوکلئوتید ها بر اساس اصل مکمل ساخته می شوند (شکل 19). آنزیم RNA-پلیمراز، گام به گام در طول زنجیره DNA حرکت کرد، نوکلئوتید ها را در میان خود متصل می کرد، در عین حال به طور مداوم اسپری DNA را به طور مداوم چرخانید. به عنوان یک نتیجه از چنین جنبشی، یک کپی RNA سنتز می شود.

مرحله سوم - خاتمه دادن. این مرحله نهایی است. سنتز RNA همچنان ادامه دارد سیگنال را متوقف کن - دنباله خاصی از نوکلئوتید ها، که مانع از حرکت آنزیم و سنتز RNA می شود. پلیمراز از DNA و یک کپی RNA سنتز شده جدا شده است. همزمان با ماتریس، مولکول RNA حذف می شود. DNA یک کلاهبرداری دوگانه را بازیابی می کند. سنتز کامل شده است بسته به بخش DNA، ریبوزوم، حمل و نقل، اطلاعات RNA به این ترتیب سنتز می شود.

ماتریس برای رونویسی مولکول RNA تنها یکی از زنجیرهای DNA است. با این حال، ماتریس دو ژن همسایه می تواند زنجیره های مختلف DNA را تامین کند. کدام یک از دو زنجیره ای برای سنتز مورد استفاده قرار می گیرد، توسط پروموتر تعیین می شود که آنزیم پلیمراز RNA را در یک جهت یا جهت دیگری ارسال می کند.

پس از رونویسی مولکول RNA اطلاعات سلول های یوکاریوتی تحت بازسازی قرار می گیرد. این به توالی های نوکلئوتیدی متصل می شود که اطلاعات مربوط به این پروتئین را حمل نمی کنند. این فرآیند نامیده می شود splicing بسته به نوع سلول و مرحله توسعه، بخش های مختلف مولکول RNA را می توان حذف کرد. در نتیجه، RNA های مختلف در یک بخش از DNA سنتز می شوند که اطلاعات مربوط به پروتئین های مختلف را حمل می کنند. این امر انتقال اطلاعات ژنتیکی قابل توجهی را از یک ژن تضمین می کند و همچنین نوترکیب ژنتیکی را تسهیل می کند.

شکل. 19. سنتز اطلاعات RNA. 1 - زنجیره DNA؛ 2 - RNA سنتز شده

سوالات و وظایف خود کنترل

1. چه واکنشی مربوط به واکنش های سنتز ماتریس است؟

2. ماتریس اولیه برای تمام واکنش های سنتز ماتریس چیست؟

3. نام فرایند بیوسنتز IRNK چیست؟

4. چه نوع RNA در DNA سنتز می شود؟

5. توالی قطعه IRNN را نصب کنید اگر قطعه مناسب در DNA یک دنباله داشته باشد: aagtstctgattgattsgatstaatiga.

8. پروتئین بیوسنتز

پروتئین ها اجزای لازم از تمام سلول ها هستند، بنابراین مهمترین فرآیند تبادل پلاستیک، بیوسنتز پروتئین است. این در تمام سلول های موجودات انجام می شود. این تنها مولفه های سلول (به جز اسید نوکلئیک) است، سنتز آن تحت کنترل مستقیم مواد ژنتیکی سلول انجام می شود. کل دستگاه ژنتیک سلول ها - DNA و انواع مختلف RNA به سنتز پروتئین پیکربندی شده است.

ژنی - این بخشی از یک مولکول DNA است که مسئول سنتز یک مولکول پروتئینی است. برای سنتز پروتئین، ضروری است که یک ژن خاص با DNA به عنوان یک مولکول RNA اطلاعات کپی شود. این فرآیند پیشتر بررسی شد. سنتز پروتئین یک فرایند چند مرحله ای پیچیده است و بستگی به فعالیت های مختلف RNA دارد. برای بیوسنتز پروتئین مستقیم، اجزای زیر مورد نیاز است:

1. RNA اطلاعات - حامل اطلاعات از DNA به محل سنتز. مولکول های IRNN در طول رونویسی سنتز می شوند.

2. ریبوزوم ها - سازماندهی، که در آن سنتز پروتئین رخ می دهد.

3. مجموعه ای از اسید آمینه های لازم در سیتوپلاسم.

4. حمل و نقل RNA کدگذاری اسیدهای آمینه و حمل آنها را به محل سنتز بر روی ریبوزوم.

5. ATP ماده ای است که انرژی کدگذاری اسیدهای آمینه و سنتز زنجیره پلیپپتید را فراهم می کند.

ساختار RNA حمل و نقل و کدگذاری اسیدهای آمینه

RNA حمل و نقل (TRNA) مولکول های کوچک با تعداد نوکلئوتید ها از 70 تا 90 است. سهم TRNA حدود 15٪ از تمام RNA سلول را تشکیل می دهد. تابع tRNA بستگی به ساختار آن دارد. مطالعه ساختار مولکول های TRNA نشان داد که آنها به نحوی خاص به حداقل می رسند و نوع دارند ورق شبدر (شکل 20). مولکول توسط حلقه ها و بخش های دوگانه متمایز شده است که با تعامل بین پایگاه های تکمیلی متصل می شود. مهمترین حلقه مرکزی است که در آن antikodon - سه گانه نوکلئوتید مربوط به کد یک اسید آمینه خاص است. با استفاده از tRNA ضد Cymodone آن، قادر به اتصال به کدون مربوطه بر روی IRNA بر اساس اصل مکمل است.

شکل. 20. ساختار مولکول TRNA: 1 - ضد انعقادی؛ 2 - مکان پیوست اسید آمینه

هر tRNA می تواند تنها 20 اسید آمینه را حمل کند. بنابراین، برای هر اسید آمینه حداقل یک trna وجود دارد. از آنجا که اسید آمینه می تواند چندین سه گانه داشته باشد، تعداد انواع tRNA برابر با تعداد سه گانه اسید آمینه است. بنابراین، تعداد کل انواع TRNA مربوط به تعداد کدون ها است و برابر با 61 است. نه TRNA با سه کد توقف مطابقت ندارد.

در یک طرف، مولکول TRNA همیشه یک گوانین نوکلئوتیدی (5 "-Conal) و دیگر (3" -Concar) همیشه سه نوکلئوتید CCA قرار دارد. این پایان این است که اسید آمینه متصل است (شکل 21). هر اسید آمینه به TRNA خاص خود را با ضد کیدونون مربوطه می پیوندد. مکانیسم این پیوستن با کار آنزیم های خاص - Synthetases های Aminoacil-TNA مرتبط است، که هر اسید آمینه را به tRNA مربوطه متصل می کند. برای هر اسید آمینه، Synthetia خود را وجود دارد. ترکیب اسیدهای آمینه با tRNA به علت انرژی ATP انجام می شود، در حالی که پیوند ماکرو ارگانیک بین tRNA و اسید آمینه ارتباط دارد. این چگونگی فعال شدن اسیدهای آمینه فعال و رمزگذاری است.

مراحل پروتئین بیوسنتز. فرآیند سنتز زنجیره پلیپپتید انجام شده بر روی ریبوزوم نامیده می شود پخش. RNA اطلاعات (IRNK) یک واسطه ای در انتقال اطلاعات مربوط به ساختار پروتئین اولیه است، TRNA اسیدهای آمینه کد شده را به سایت سنتز انتقال می دهد و توالی ترکیبات آنها را تضمین می کند. در ریبوزوم ها، یک زنجیره پلیپپتید مونتاژ می شود.

چه واکنشی هایی که در سلول اتفاق می افتد عبارتند از واکنش های سنتز ماتریس؟ ماتریس های چنین واکنشی چیست؟

سنتز ماتریس یک ویژگی خاص از موجودات زنده است. ماتریس نمونه ای است که یک نسخه تشکیل شده است. سنتز ماتریس - سنتز در ماتریس. با توجه به واکنش های سنتز ماتریس، یک توالی دقیق از مونومرها برای ایجاد پلیمرها تضمین شده است.

واکنش های سنتز ماتریس رخ می دهد که در سلول شامل واکنش های دوبرابر DNA، سنتز RNA، سنتز پروتئین است. ماتریس DNA در سنتز ایرنا و DNA یا RNA در سنتز پروتئین است. مونومرهای سنتز ماتریس، نوکلئوتید ها و اسیدهای آمینه هستند. مونومرها بر روی ماتریس بر اساس اصل تکمیلی، دوختن و سپس از ماتریس بازنشانی می شوند. واکنش های سنتز ماتریس پایه ای برای تولید مثل خود است.

چه واکنشی هایی که در سلول اتفاق می افتد عبارتند از واکنش های سنتز ماتریس؟ ماتریس های چنین واکنشی چیست؟

این صفحه جستجو کرد:

• مونومرهای واکنش سنتز ماتریس در سلول خدمت می کنند
• واکنش های سنتز ماتریس اشاره می کند
• چه واکنشی مربوط به واکنش های سنتز ماتریس است

1. DNA DNA

2. سنتز rRNA.

3. سنتز نشاسته گلوکز

4. پروتئین سنتز در ریبوزوم ها

3. ژنوتیپ است

1. مجموعه ای از ژن ها در کروموزوم های تناسلی

2. مجموعه ای از ژن ها در یک کروموزوم

3. مجموعه ای از ژن ها در مجموعه دیپلوئید کروموزوم ها

4. مجموعه ای از ژنها در کروموزوم X

4. یک مرد برای هموفیلی مربوط به یک آلل تازه ای است که با کف پذیرفته شده است. هنگامی که زنان متاهل - هموفیلی آلل حامل و یک مرد سالم

1. احتمال تولد بیماران مبتلا به پسران و دختران هموفیلی - 50٪

2. 50٪ از پسران بیمار خواهند شد، و تمام دختران حامل هستند

3. 50٪ از پسران بیمار خواهند شد و 50٪ دختران - حامل

4. 50٪ دختران بیمار خواهند شد، و همه پسران حامل هستند

5. ارث، چسب با کف - ارثی نشانه هایی است که همیشه وجود دارد

1. تنها در افراد مرد ظاهر شد

2. تنها در موجودات HAWK ظاهر می شود

3. تعیین شده توسط ژن های کروموزوم های جنسی

4. ویژگی های ثانویه جنسی هستند

در انسان

1. 23 گروه کلاچ

2. 46 گروه کلاچ

3. یک گروه کلاچ

4. 92 گروه کلاچ

حامل ژن Dalton که بیماری آن ظاهر نمی شود ممکن است باشد

1. تنها زنان

2. تنها مردان

3. و زنان و مردان

4. تنها زنان با مجموعه ای از کروموزوم های تناسلی هو

در هسته انسان

1. وتر کم، زنجیره عصبی شکمی و قوس ژیل

2. وتر پایین، آرک های گیل و دم

3. زنجیره عصبی کمرنگ و شکم کم

4. زنجیره عصبی شکم و دم گذاشته شده است

جنین یک اکسیژن شخصی از طریق خون وارد می شود

1. شلخته برچسب

4. طناب تضعیف شده

روش تحقیق دوقلو توسط

1. عبور

2. تحقیقات شجره نامه

3. مشاهدات برای اشیاء تحقیق

4. موتاسیون های مصنوعی

8) مبانی ایمونولوژی

1. آنتی بادی ها هستند

1. سلول های فاگوسیت

2. مولکول های Belkov

3. لنفوسیت ها

4. سلول های میکروارگانیسم ها انسان را آلوده می کند

با خطر ابتلا به عفونت با یک قاعدگی (به عنوان مثال، با آلودگی RAS، خاک به یک فرد مبتلا به سرم پیش بینی شده تزریق می شود. آن شامل

1. آنتی بادی های پروتئین

2. باکتری های نسبی باکتری های تتا

3. آنتی بیوتیک ها

4. باکتری های آنتی ژن Tetanus

شیر مادر تضمین ایمنی کودک را تشکر می کند

1. MacroElements

2. باکتری های اسید لمینیت

3. میکرو

4. آنتی بادی ها

در مویرگ های لنفاوی

1. لنفاوی مجاری لنفاوی

2. خون از شریان ها

3. خون از رگ ها

4. مایع بین سلولی از بافت ها

سلول های فاگوسیت در انسان حضور دارند

1. در بیشتر بافت ها و بدن بدن

2. فقط در عروق لنفاوی و گره

3. فقط در رگ های خونی

4. فقط در سیستم گردش خون و لنفاوی

6. با چه فرآیندهای ذکر شده خود را در بدن انسان سنتز ATP؟

1. پروتئین های تقسیم شده بر روی اسیدهای آمینه

2. شکاف گلیکوژن به گلوکز

3. شکاف چربی برای گلیسیرین و اسیدهای چرب

4. اکسیداسیون گلوکز بدون هگزاسیون (گلیکولیز)

7. برای نقش فیزیولوژیکی آن، اکثر ویتامین ها هستند

1. آنزیم ها

2. آنزیم های فعال (کافکتور)

3. منبع مهم انرژی برای بدن

4. هورمون ها

نقض گرگ و میش و قرنیه چشم خشک می تواند نشانه ای از کمبود ویتامین باشد