Уургийн нийлэгжилт нь маш чухал үйл явц юм. Тэр бол бидний биеийг өсч хөгжихөд тусалдаг. Энэ нь олон эсийн бүтцийг агуулдаг. Эцсийн эцэст та эхлээд бид яг юу нэгтгэх гэж байгааг ойлгох хэрэгтэй.
Одоогоор ямар уураг барих шаардлагатай вэ - энзим үүнийг хариуцдаг. Тэд эсээс тодорхой уургийн хэрэгцээний тухай дохиог хүлээн авдаг бөгөөд үүний дараа түүний нийлэгжилт эхэлдэг.
Уургийн нийлэгжилт хаана явагддаг
Аливаа эсэд уургийн биосинтезийн гол газар нь рибосом юм. Энэ нь нарийн төвөгтэй тэгш бус бүтэцтэй том макромолекул юм. Энэ нь РНХ (рибонуклеины хүчил) ба уурагуудаас бүрдэнэ. Рибосомыг дангаар нь байрлуулж болно. Гэхдээ ихэнхдээ тэдгээрийг EPS-тэй хослуулдаг бөгөөд энэ нь уургийн дараа дараагийн ялгах, тээвэрлэлтийг хөнгөвчилдөг.
Хэрэв рибосомууд эндоплазмын торлог бүрхэвч дээр байрладаг бол түүнийг барзгар ER гэж нэрлэдэг. Орчуулга эрчимтэй байх үед хэд хэдэн рибосомууд нэг загварын дагуу нэгэн зэрэг хөдөлж чаддаг. Тэд бие биенээ дагадаг бөгөөд бусад эрхтэнд огт саад учруулдаггүй.
Синтез хийхэд юу хэрэгтэй вэхэрэм
Үйл явцыг үргэлжлүүлэхийн тулд уургийн нийлэгжилтийн системийн бүх үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд байх шаардлагатай:
- Гинжин дэх амин хүчлийн үлдэгдлийн дарааллыг тогтоодог программ, тухайлбал мРНХ нь энэхүү мэдээллийг ДНХ-ээс рибосом руу шилжүүлэх болно.
- Шинэ молекул үүсэх амин хүчлийн материал.
- тРНХ нь генетикийн кодыг тайлахад оролцоно.
- Аминоацил-тРНХ синтетаза.
- Рибосом нь уургийн биосинтезийн гол газар юм.
- Эрчим хүч.
- Магнийн ионууд.
- Уургийн хүчин зүйл (үе шат бүр өөрийн гэсэн байдаг).
Амин хүчил бүрийг рибосом руу хүргэх
Одоо тус бүрийг нарийвчлан авч үзээд уураг хэрхэн үүсдэгийг олж мэдье. Биосинтезийн механизм нь маш сонирхолтой бөгөөд бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь ер бусын зохицуулалттай ажилладаг.
Синтезийн программ, матриц хайх
Бидний бие ямар уураг үүсгэж болох тухай бүх мэдээлэл ДНХ-д агуулагддаг. Дезоксирибонуклеины хүчил нь генетикийн мэдээллийг хадгалахад ашиглагддаг. Энэ нь хромосомд найдвартай савлаж, цөм дэх эсэд байрладаг (хэрэв эукариотуудын тухай ярьж байгаа бол) эсвэл цитоплазмд (прокариотуудад) хөвдөг.
ДНХ-ийн судалгаа хийж, генетикийн үүргийг нь хүлээн зөвшөөрсний дараа орчуулгын шууд загвар биш болох нь тодорхой болсон. Ажиглалтууд нь РНХ нь уургийн нийлэгжилттэй холбоотой гэсэн дүгнэлтэд хүргэсэн. Эрдэмтэд үүнийг ДНХ-ээс рибосом руу мэдээлэл дамжуулах, матрицын үүрэг гүйцэтгэх зуучлагч байх ёстой гэж шийдсэн.
Тэр үед бас байсанрибосомууд нээлттэй, тэдгээрийн РНХ нь эсийн рибонуклеины хүчлийн дийлэнх хувийг бүрдүүлдэг. Энэ нь уургийн синтезийн матриц мөн эсэхийг шалгахын тулд 1956-1957 онд A. N. Belozersky, A. S. Spirin нар. олон тооны бичил биетний нуклейн хүчлийн найрлагад харьцуулсан шинжилгээ хийсэн.
Хэрэв "ДНХ-рРНХ-уураг" схемийн санаа зөв бол нийт РНХ-ийн найрлага ДНХ-тэй адил өөрчлөгдөнө гэж үзсэн. Гэхдээ янз бүрийн зүйл дэх дезоксирибонуклеины хүчлийн асар их ялгааг үл харгалзан нийт рибонуклеины хүчлийн найрлага нь авч үзсэн бүх бактериудад ижил байв. Эндээс эрдэмтэд эсийн үндсэн РНХ (өөрөөр хэлбэл рибосом) нь удамшлын мэдээлэл тээвэрлэгч болон уураг хоёрын хооронд шууд зуучлагч биш гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн байна.
мРНХ-ийн нээлт
Хожим нь РНХ-ийн багахан хэсэг нь ДНХ-ийн бүтцийг давтаж, зуучлагч болж чаддаг болохыг олж мэдсэн. 1956 онд Е. Волкин, Ф. Астрачан нар T2 бактериофагийн халдвар авсан нянгийн РНХ-ийн нийлэгжилтийн үйл явцыг судалжээ. Энэ нь эсэд орсны дараа фагийн уургийн нийлэгжилтэнд шилждэг. Үүний зэрэгцээ РНХ-ийн үндсэн хэсэг өөрчлөгдөөгүй. Гэвч эсэд бодисын солилцооны хувьд тогтворгүй РНХ-ийн багахан хэсгийг нийлэгжүүлж эхэлсэн ба нуклеотидын дараалал нь фагийн ДНХ-ийн найрлагатай төстэй байв.
1961 онд РНХ-ийн нийт массаас рибонуклеины хүчлийн энэ багахан хэсгийг ялгаж авсан. Түүний зуучлалын үйл ажиллагааны нотолгоог туршилтаар олж авсан. Т4 фагийн эсүүд халдвар авсны дараа шинэ мРНХ үүссэн. Тэр хуучин мастеруудтай холбогдсонрибосомууд (халдвар авсны дараа шинэ рибосом олдохгүй), фагийн уураг нийлэгжүүлж эхэлсэн. Энэхүү "ДНХ-тэй төстэй РНХ" нь фагийн аль нэг ДНХ-ийн хэлхээнд нэмэлт болох нь тогтоогдсон.
1961 онд Ф. Якоб, Ж. Монод нар энэхүү РНХ нь генээс рибосом руу мэдээлэл зөөвөрлөж, уургийн нийлэгжилтийн явцад амин хүчлүүдийн дараалсан зохицуулалтын матриц мөн гэж санал болгосон.
Уургийн нийлэгжилтийн газар руу мэдээлэл дамжуулахыг мРНХ гүйцэтгэдэг. ДНХ-ээс мэдээлэл уншиж, элч РНХ үүсгэх үйл явцыг транскрипц гэж нэрлэдэг. Үүний дараа РНХ нь хэд хэдэн нэмэлт өөрчлөлтөд ордог бөгөөд үүнийг "боловсруулах" гэж нэрлэдэг. Үүний явцад рибонуклеины хүчлийн матрицаас тодорхой хэсгийг таслах боломжтой. Дараа нь мРНХ рибосом руу очдог.
Уургийн барилгын материал: амин хүчил
Нийтдээ 20 амин хүчил байдаг бөгөөд тэдгээрийн зарим нь зайлшгүй шаардлагатай, өөрөөр хэлбэл бие махбодь тэдгээрийг нэгтгэж чадахгүй. Хэрэв эс дэх зарим хүчил хангалтгүй байвал энэ нь орчуулга удаашрах эсвэл бүр үйл явцыг бүрэн зогсооход хүргэдэг. Амин хүчил тус бүрийг хангалттай хэмжээгээр агуулах нь уургийн биосинтезийг зөв явуулах үндсэн шаардлага юм.
Амин хүчлүүдийн талаарх ерөнхий мэдээллийг эрдэмтэд 19-р зуунд олж авсан. Дараа нь 1820 онд глицин ба лейцин гэсэн эхний хоёр амин хүчлийг ялгаж авчээ.
Уургийн (анхдагч бүтэц гэж нэрлэгддэг) эдгээр мономеруудын дараалал нь түүний дараагийн зохион байгуулалтын түвшин, улмаар физик, химийн шинж чанарыг бүрэн тодорхойлдог.
Амин хүчлийн тээвэрлэлт: tRNA ба aa-tRNA синтетаза
Гэхдээ амин хүчлүүд өөрсдөө уургийн гинжин хэлхээ болж чадахгүй. Тэднийг уургийн биосинтезийн үндсэн хэсэгт очихын тулд РНХ шилжүүлэх шаардлагатай.
Аа-тРНХ синтетаза бүр нь зөвхөн өөрийн амин хүчлийг хүлээн зөвшөөрдөг бөгөөд зөвхөн түүнд холбогдох tRNA-г таньдаг. Энэ ферментийн гэр бүлд 20 төрлийн синтетаз багтдаг нь харагдаж байна. Амин хүчлүүд нь тРНХ-д, илүү нарийвчлалтайгаар түүний гидроксил хүлээн авагч "сүүл" -тэй холбогддог гэдгийг л хэлэх л үлдлээ. Хүчил бүр өөрийн дамжуулах РНХ-тэй байх ёстой. Үүнийг аминоацил-тРНХ синтетазаар хянадаг. Энэ нь зөвхөн амин хүчлийг зөв зөөвөрлөж өгөхөөс гадна эфирийг холбох урвалыг зохицуулдаг.
Хавсралт амжилттай болсны дараа тРНХ уургийн нийлэгжилтийн талбарт очдог. Ингэснээр бэлтгэл ажил дуусч, нэвтрүүлэг эхэлнэ. Уургийн биосинтезийн үндсэн үе шатуудыг авч үзье :
- санаачлах;
- суналт;
- цуцал.
Синтезийн алхамууд: эхлүүлэх
Уургийн биосинтез, түүний зохицуулалт хэрхэн явагддаг вэ? Эрдэмтэд үүнийг тодорхойлох гэж удаан хугацааны турш хичээж ирсэн. Олон тооны таамаг дэвшүүлсэн боловч тоног төхөөрөмж нь илүү орчин үеийн болох тусам бид өргөн нэвтрүүлгийн зарчмуудыг илүү сайн ойлгож эхэлсэн.
Уургийн биосинтезийн гол газар болох рибосом нь полипептидийн гинжийг кодлодог хэсэг нь эхлэх үеэс мРНХ-г уншиж эхэлдэг. Энэ цэг нь тодорхой дээр байрладагэлч РНХ-ийн эхлэлээс хол байна. Рибосом нь уншиж эхлэх мРНХ-ийн цэгийг таньж, түүнтэй холбогдох ёстой.
Initiation - нэвтрүүлгийн эхлэлийг хангах үйл явдлын багц. Үүнд уураг (эхлэгч хүчин зүйл), санаачлагч тРНХ болон тусгай санаачлагч кодон орно. Энэ үе шатанд рибосомын жижиг дэд хэсэг нь эхлэлийн уурагтай холбогддог. Тэд том дэд нэгжтэй холбогдохоос сэргийлдэг. Гэхдээ тэд танд санаачлагч tRNA болон GTP-тэй холбогдох боломжийг олгодог.
Дараа нь энэ цогцолбор мРНХ-д, яг эхлэлийн хүчин зүйлсийн аль нэгээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн газар дээр "сууж" байна. Ямар ч алдаа байж болохгүй бөгөөд рибосом нь кодонуудаа уншиж, элч РНХ-ээр дамжин аялж эхэлдэг.
Комплекс эхлэлийн кодон (AUG)-д хүрмэгц дэд нэгжийн хөдөлгөөн зогсох ба бусад уургийн хүчин зүйлсийн тусламжтайгаар рибосомын том дэд нэгжтэй холбогддог.
Синтезийн алхамууд: сунгалт
МРНХ-г унших нь уургийн гинжийг полипептидээр дараалан нийлэгжүүлдэг. Энэ нь бүтээгдэж буй молекулд амин хүчлийн үлдэгдлийг нэг нэгээр нь нэмснээр үргэлжилнэ.
Пептидийн карбоксил төгсгөлд амин хүчлийн шинэ үлдэгдэл бүр нэмэгдэж, С төгсгөл нэмэгдэж байна.
Синтезийн алхамууд: дуусгавар
Рибосом нь элч РНХ-ийн төгсгөлийн кодонд хүрэхэд полипептидийн гинжин нийлэгжилт зогсдог. Түүний оршихуйд органелл нь ямар ч тРНХ-г хүлээн авах боломжгүй юм. Үүний оронд дуусгавар болох хүчин зүйлүүд гарч ирдэг. Тэд зогссон рибосомоос бэлэн уураг ялгаруулдаг.
ДарааОрчуулга дууссаны дараа рибосом нь мРНХ-г орхиж эсвэл орчуулалгүйгээр даган гулссаар байх боломжтой.
Рибосом нь шинэ эхлэл кодонтой (хөдөлгөөний үргэлжлэх явцад нэг хэлхээ дээр эсвэл шинэ мРНХ дээр) уулзсан нь шинэ эхлэлийг бий болгоно.
Бэлдсэн молекул уургийн биосинтезийн гол цэгээс гарсны дараа шошгонд хаяглаж, очих газар руугаа илгээдэг. Ямар функцийг гүйцэтгэх нь бүтцээс хамаарна.
Процессын удирдлага
Тэдний хэрэгцээ шаардлагаас хамааран үүр нь нэвтрүүлгийг бие даан удирдах болно. Уургийн биосинтезийн зохицуулалт нь маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Үүнийг олон янзаар хийж болно.
Хэрэв эсэд ямар нэгэн нэгдэл хэрэггүй бол РНХ-ийн биосинтезийг зогсооно - уургийн биосинтез мөн зогсох болно. Эцсийн эцэст, матрицгүйгээр бүх үйл явц эхлэхгүй. Мөн хуучин мРНХ хурдан мууддаг.
Уургийн биосинтезийн өөр нэг зохицуулалт байдаг: эс нь эхлэлийн үе шатанд саад болох ферментүүдийг үүсгэдэг. Унших матриц боломжтой байсан ч орчуулгад саад учруулдаг.
Уургийн нийлэгжилтийг яг одоо унтраах шаардлагатай үед хоёр дахь арга шаардлагатай. Эхний арга нь мРНХ-ийн синтез зогссоны дараа хэсэг хугацаанд удаашралтай орчуулгыг үргэлжлүүлэх явдал юм.
Эс бол бүх зүйл тэнцвэртэй, молекул бүрийн нарийн ажиллагаатай байдаг маш нарийн төвөгтэй систем юм. Эсэд тохиолддог үйл явц бүрийн зарчмуудыг мэдэх нь чухал юм. Тиймээс бид эд эс болон бие махбодид юу болж байгааг илүү сайн ойлгож чадна.
