Baltās olbaltumvielu sintēze šūnā, biosintētisko procesu secība. Olbaltumvielu sintēze uz ribosomām.

Dzīve ir olbaltumvielu esamības processmolekulas. Tas ir tas, cik daudzi zinātnieki to pauž, kuri ir pārliecināti, ka olbaltumvielas ir visas dzīves pamatā. Šie spriedumi ir pilnīgi pareizi, jo šīm vielām ir vislielākais pamatfunkciju skaits. Visiem pārējiem organiskajiem savienojumiem ir enerģētisko substrātu loma, un enerģija ir atkal nepieciešama, lai sintezētu olbaltumvielu molekulas.

Ķermeņa spēja sintezēt proteīnu

Ne visi esošie organismi spējlai veiktu olbaltumvielu sintēzi šūnā. Vīrusi un dažu veidu baktērijas nevar veidot olbaltumvielas, tāpēc tās ir parazīti un no uzņēmējas šūnas saņem nepieciešamās vielas. Pārējie organismi, ieskaitot prokariotu šūnas, spēj sintezēt olbaltumvielas. Visas cilvēka šūnas, dzīvnieki, augi, sēnītes, gandrīz visas baktērijas un protists dzīvo uz proteīnu biosintēzes spējas rēķina. Tas ir nepieciešams struktūras veidošanas, aizsardzības, receptoru, transporta un citu funkciju realizācijai.

Olbaltumvielu biosintēzes stadija

Proteīna struktūra tiek kodēta nukleīnskābēskābes (DNS vai RNS) kodonu formā. Šī ir iedzimta informācija, kas tiek reproducēta ikreiz, kad šūnai nepieciešama jauna proteīna viela. Biosintēzes sākums ir informācijas nodošana kodolā par vajadzību sintezēt jaunu olbaltumvielu ar jau noteiktajām īpašībām.

Atbildot, apgabals tiek despiralizētsnukleīnskābe, kur kodēta tā struktūra. Šo vietni dublējas ar informācijas RNS un nodod ribosomām. Tie ir atbildīgi par polipeptīdu ķēdes veidošanu, pamatojoties uz matricas informācijas RNS. Īsumā visi biosintēzes posmi ir šādi:

• transkripcija (DNS daļas divkāršošanās posms ar kodēto proteīnu struktūru);
• apstrāde (informācijas formas RNS posms);
• tulkošana (olbaltumvielu sintēze šūnā, pamatojoties uz informācijas RNS);
• posttranslācijas modifikācija (polipeptīda "nogatavošanās", tās tilpuma struktūras veidošanās).

Nukleīnskābes transkripcija

Visa šūnu olbaltumvielu sintēze tiek veiktaribosomas un informācija par molekulām ir ietverta nukleīnskābē (RNS vai DNS). Tas atrodas gēnos: katrs gēns ir noteikts proteīns. Gēni satur informāciju par jaunā proteīna aminoskābju secību. DNS gadījumā ģenētiskā koda noņemšana tiek veikta šādi:

• sākas nukleīnskābes atbrīvošanās no histoniem, parādās despiralizācija;
• DNS polimerāze divkāršo DNS daļu, kurā glabā olbaltumvielu gēnu;
• divkāršoto daļa ir messenger RNA prekursors, kas tiek apstrādāti ar fermentiem, lai noņemtu nekodējošā ieliktņi (pamatojoties uz to ir sintēze no mRNS).

Pamatojoties uz informācijas RNS, rodas mRNS sintēze. Tas ir jau matrica, tad proteīnu sintēzi šūnā notiek uz ribosomas (neapstrādāto endoplazmiskajā retikulā).

Proteīnu ribosomu sintēze

Informācijas RNS ir divi veidi, kastiek veidoti kā 3`- 5`. Olbaltumvielu lasīšana un sintēze uz ribosomām sākas 5 'beigās un turpinās intronā - vietā, kas nekodificē kādu no aminoskābēm. Tas notiek šādi:

• informācijas RNS "virves" uz ribosomu, pievienojas pirmajai aminoskābei;
• Ribosomu pārvieto informācijas RNS vienā kodonā;
• transporta RNS nodrošina vēlamo (kodēta ar norādīto mRNS kodonu) alfa-aminoskābi;
• aminoskābe ir pievienota sākuma aminoskābei, veidojot dipeptidu;
• tad mRNS atkal tiek pārvietots uz vienu kodonu, augt peptīdu ķēdē ievada un piestiprina alfa-aminoskābi.

Kad ribosoms sasniedz intronu(bez kodēšanas), informācijas RNS vienkārši pārvietojas. Tad, kad informācijas RNS kustas, ribosoms atkal sasniedz eksonu - reģionu, kura nukleotīdu secība atbilst konkrētai aminoskābei.

No šīs vietas savienošanās sākas no jaunaolbaltumvielu monomērus ķēdē. Process turpinās līdz nākamā introna vai pieturas kodona izskaitei. Tas aptur polipeptīda ķēdes sintēzi, pēc kura tiek uzskatīts, ka olbaltumvielu primārā struktūra ir pabeigta, un sākas matemātiskās pēcsintētiskās (pēc translācijas) modifikācijas stadija.

Post-translational modifikācija

Pēc tulkojuma parādās olbaltumvielu sintēzegluda endoplazmas retikulu cisternas. Pēdējais satur nelielu daudzumu ribosomu. Dažās šūnās tie RES vispār neiedarbojas. Šādas jomas ir vajadzīgas sekundārās, tad trešās vai, ja tas ir ieprogrammēts, ceturtās struktūras veidošanai.

Visa sintēze olbaltumvielu šūnā notiek ar izmaksāmmilzīgs ATP enerģijas daudzums. Tādēļ visi citi bioloģiskie procesi ir nepieciešami, lai uzturētu olbaltumvielu biosintēzi. Turklāt daži enerģijas veidi ir vajadzīgi, lai transportētu olbaltumvielas šūnā, veicot aktīvo transportu.

Daudzas no olbaltumvielām tiek pārvietotas no vienas vietasšūnas uz citu modifikāciju. Jo īpaši olbaltumvielu post-translācijas sintēze notiek Golga kompleksā, kur ogļhidrātu vai lipīdu domēns ir piesaistīts konkrētas struktūras polipeptīdam.