Care este rolul citoplasmei în biosinteza proteinelor? Descriere, proces și funcții

Celula oricărui organism este o fabrică mare pentru producția de substanțe chimice. Aici există reacții asupra biosintezei lipidelor, acizilor nucleici, a carbohidraților și, desigur, a proteinelor. Proteinele joacă un rol imens în viața celulei, deoarece acestea îndeplinesc multe funcții: enzimatice, semnal, structurale, protectoare și altele.

Biosinteza proteinei: descrierea procesului

Construcția moleculelor de proteine ​​este un proces complex în mai multe etape care are loc sub influența unui număr mare de enzime și în prezența anumitor structuri.

Sinteza oricărei proteine ​​începe în nucleu. Informații despre structura moleculei sunt înregistrate în ADN-ul celulei, cu care este citită. Aproape orice genă a unui organism codifică o singură moleculă inerentă a proteinei.

Care este rolul citoplasmei în biosinteza proteinelor? Faptul este că celuloză celulară este o "bazin" pentru monomeri de substanțe complexe, precum și structuri care sunt responsabile de evoluția procesului de sinteză a proteinelor. De asemenea, mediul intern al celulei are o aciditate constantă și un conținut de ioni, care joacă un rol important în reacțiile biochimice.

Biosinteza proteinei are loc în două etape: este transcripția și traducerea.

transcriere

Această etapă începe în nucleul celulei. Aici, rolul principal este jucat de astfel de acizi nucleici cum ar fi ADN și ARN (dezoxi și acid ribonucleic). In eucariotelor, unitate de transcripție este o transcripțional și procariote astfel de organizație se numește ADN operon. Diferența dintre transcrierea în procariote și eucariote este că operon este porțiunea moleculei de ADN care codifică o moleculă de mai multe proteine, atunci când transcripțional poartă informații cu privire la o singură proteină de gene.

Sarcina principală a celulei în stadiul de transcripție este sinteza ARN-ului de informație (mRNA) pe matricea ADN-ului. Pentru aceasta, o enzimă cum ar fi ARN-polimeraza intră în nucleu. Participă la sinteza unei noi molecule mRNA, care este complementară situsului deoxiribonucleic.

Pentru un curs de succes al reacției de transcripție necesită prezența unor factori de transcripție, care sunt, de asemenea desemnate de abrevierea TF-1, TF-2, TF-3. Aceste structuri complexe de proteine ​​sunt implicate în cuplarea ARN polimerazei la promotor molecula de ADN.

Sinteza mARN este continuată până când polimeraza ajunge în regiunea terminală a transcriptonului, care este numită terminatorul.

Operatorul, ca și o altă regiune transcripțională funcțională, este responsabil pentru inhibarea transcrierii sau, alternativ, pentru accelerarea ARN polimerazei. Responsabil pentru reglarea activității enzimelor de transcripție sunt proteinele-inhibitori speciali sau, respectiv, proteinele activatoare.

traducere

După ce s-a sintetizat ARNm în nucleul celulei, acesta intră în citoplasmă. Pentru a răspunde la întrebarea despre ce rolul citoplasmă în biosinteza proteinelor, este în valoare de mai în detaliu dezasambla soarta moleculelor de acid nucleic pe o scenă de traducere.

Traducerea are loc în trei etape: inițierea, alungirea și terminarea.

Mai întâi, ARNm trebuie să se atașeze la ribozomi. Ribosomii sunt mici structuri non-membrane ale celulei, care constau din două subunități: mici și mari. Mai întâi, acidul ribonucleic este atașat la o subunitate mică și apoi închide întregul complex de translație, astfel încât mRNA se află în interiorul ribozomului. De fapt, acest lucru sfârșește etapa de inițiere.

Care este rolul citoplasmei în biosinteza proteinelor? În primul rând, aceasta este sursa de aminoacizi - principalii monomeri ai oricărei proteine. La etapa de alungire, lanțul polipeptidic se acumulează treptat, pornind de la codonul de pornire al metioninei, la care sunt atașați restul aminoacizilor. Codonul în acest caz este un triplet de nucleotide ale ARNm care codifică un aminoacid.

În acest stadiu, un alt tip de acizi ribonucleici - ARN de transport, sau tARN - este conectat la locul de muncă. Aceștia sunt responsabili de eliberarea aminoacizilor în complexul de ribozomi cu ARNm prin formarea complexului aminoacil-t ARN. Recunoașterea tARN apare prin interacțiunea complementară a anticodonului acestei molecule cu codonul de pe ARNm. Astfel, aminoacidul este furnizat ribozomului și atașat la lanțul polipeptidic sintetizat.

Terminarea procesului de translație are loc atunci când regiunile codonului stop ajung la ARNm. Aceste codoni conțin informații despre sinteza peptidei este completă, după care complexul de ribozom-ARN este distrus, iar structura primară a unei noi proteine ​​merge în citoplasmă pentru transformările chimice ulterioare.

În procesul de translație au fost implicați factori specifici ai proteinei de inițiere a IF și a factorilor de alungire EF. Ei vin într-o varietate de specii, iar sarcina lor este de a asigura o conexiune buna cu subunitățile ARN ribozomal, precum și în sinteza majorității lanțului polipeptidic în stadiul de alungire.

Care este rolul citoplasmei în biosinteza proteinelor: pe scurt despre principalele componente ale biosintezei

După ce mRNA iese din nucleul în mediul intern al celulei, molecula trebuie să formeze un complex de translație stabil. Ce componente ale citoplasmei ar trebui să fie în mod necesar prezente în stadiul de traducere?

1. Ribosomi.

2. Aminoacizi.

3. tARN.

Aminoacizi - monomeri ai proteinelor

Pentru a sintetiza un lanț proteic, prezența în citoplasmă a componentelor structurale ale unei molecule peptidice - aminoacizi. Aceste substanțe cu masă moleculară mică în compoziția lor au o grupare amino NH2 și un reziduu acid de COOH. O altă componentă a moleculei - radicalul - este o caracteristică distinctivă a fiecărui aminoacid individual. Deci, care este rolul citoplasmei în biosinteza proteinelor?

AK se găsesc în soluții sub formă de ioni de zwitter, care sunt aceleași molecule care renunță sau iau protoni de hidrogen. Astfel, gruparea amino a aminoacizilor este transformată în NH3 +, iar gruparea carbonil este convertită la COO-.

În total, 200 AK se găsesc în natură, dintre care numai 20 sunt albe. Printre acestea se numără un grup de aminoacizi esențiali, care nu sunt sintetizate în corpul uman și de a lua în celulă numai produsele alimentare au primit și aminoacizi esențiali ca formele corpului pe cont propriu.

Toate AK codificat de un codon care corespunde celor trei nucleotide ale ARNm-ului, în care un aminoacid poate fi adesea codificate prin mai multe astfel de secvențe. Codonul metioninic în pro și eucariote este cel inițial, deoarece se începe biosinteza lanțului peptidic. Codonii stop includ secvența de nucleotide UAA, UGA și UAH.

Ce sunt ribozomii?

Cum sunt responsabile ribozomii biosinteza proteinelor într-o celulă și care este rolul acestor structuri? În primul rând, acestea sunt formațiuni non-membrane, care constau din două subunități: mari și mici. Funcția acestor subunități este reținerea moleculei mRNA între ele.

În ribozomi există situsuri în care cad codonii mARN. În total, între subunitățile mici și mari, se pot potrivi două astfel de tripleți.

Mai multe ribozomi pot fi agregate într-o singură poliță de asigurare mare, prin care lanțul peptidic crește rata de sinteză și de ieșire se pot obține mai multe copii ale proteinei. Acesta este rolul citoplasmei în biosinteza proteinelor.

Tipuri de ARN

Acizii ribonucleici joacă un rol important în toate etapele de transcriere. Există trei grupuri mari de ARN: transport, ribozomal și informații.

ARNm participă la transferul de informații privind compoziția lanțului de peptide. tRNAs sunt intermediari în transferul de aminoacizi la ribozomi, care se realizează prin formarea complexului aminoacil-tARN. Adăugarea aminoacidului are loc numai atunci când anticodonul este complementar ARN-ului de transport cu codonul de pe ARN-ul de informare.

ARNm participă la formarea de ribozomi. Secvențele lor sunt unul dintre motivele pentru care mRNA este reținut între subunitățile mici și mari. Sunt formate ARN-uri RIBosomale în nucleol.

Importanța proteinelor

Biosinteza proteinelor și semnificația lui pentru celulele enorme: cele mai multe enzime au organism natură peptidică, proteinele se produce prin transportul substanțelor prin membrana celulară.

Proteinele au o funcție structurală atunci când fac parte din mușchi, nervoase și alte țesuturi. Rolul de semnalizare este de a transmite informații despre procesele care apar, de exemplu, când lumina cade pe retina ochiului. Proteinele protectoare - imunoglobulinele - stau la baza sistemului imunitar uman.