Lai pētītu organismā notiekošos procesus, jāzina, kas notiek šūnu līmenī. Kur olb altumvielām ir svarīga loma. Ir nepieciešams izpētīt ne tikai to funkcijas, bet arī radīšanas procesu. Tāpēc ir svarīgi īsi un skaidri izskaidrot olb altumvielu biosintēzi. Šim nolūkam vislabāk atbilst 9. klase. Tieši šajā posmā studentiem ir pietiekami daudz zināšanu, lai izprastu tēmu.
Proteīni - kas tas ir un kam tie paredzēti
Šiem lielmolekulāriem savienojumiem ir milzīga nozīme jebkura organisma dzīvē. Olb altumvielas ir polimēri, tas ir, tie sastāv no daudziem līdzīgiem “gabaliem”. To skaits var svārstīties no dažiem simtiem līdz tūkstošiem.
Proteīni šūnā pilda daudzas funkcijas. To loma ir liela arī augstākos organizācijas līmeņos: audi un orgāni lielā mērā ir atkarīgi no dažādu proteīnu pareizas darbības.
Piemēram, visi hormoni ir proteīna izcelsmes. Bet tieši šīs vielas kontrolē visus procesus organismā.
Hemoglobīns arī ir proteīns, tas sastāv no četrām ķēdēm, kuras atrodas centrāsavienots ar dzelzs atomu. Šī struktūra ļauj sarkanajām asins šūnām pārnēsāt skābekli.
Atgādiniet, ka visas membrānas satur olb altumvielas. Tie ir nepieciešami vielu transportēšanai caur šūnu membrānu.
Ir daudz vairāk olb altumvielu molekulu funkciju, kuras tās veic skaidri un neapšaubāmi. Šie apbrīnojamie savienojumi ir ļoti dažādi ne tikai pēc to lomas šūnā, bet arī pēc struktūras.
Kur notiek sintēze
Ribosoma ir organelle, kurā notiek galvenā procesa daļa, ko sauc par "olb altumvielu biosintēzi". 9. klase dažādās skolās atšķiras pēc bioloģijas studiju programmas, taču daudzi skolotāji iepriekš, pirms tulkošanas apguves, sniedz materiālus par organellām.
Tādēļ skolēniem būs viegli atcerēties aplūkoto materiālu un to nostiprināt. Jums jāapzinās, ka vienā organellā vienlaikus var izveidot tikai vienu polipeptīdu ķēdi. Ar to nepietiek, lai apmierinātu visas šūnas vajadzības. Tāpēc ribosomu ir ļoti daudz, un visbiežāk tās ir apvienotas ar endoplazmas tīklu.
Šādu EPS sauc par rupju. Ieguvums no šādas “sadarbības” ir acīmredzams: tūlīt pēc sintēzes proteīns nonāk transporta kanālā un bez kavēšanās var tikt nosūtīts uz galamērķi.
Bet, ja ņemam vērā pašu sākumu, proti, informācijas nolasīšanu no DNS, tad varam teikt, ka olb altumvielu biosintēze dzīvā šūnā sākas kodolā. Šeit tiek sintezēta Messenger RNS.kas satur ģenētisko kodu.
Nepieciešamie materiāli - aminoskābes, sintēzes vieta - ribosoma
Šķiet, ka ir grūti izskaidrot, kā notiek proteīnu biosintēze, īsi un skaidri, procesa diagramma un daudzi zīmējumi ir vienkārši nepieciešami. Tie palīdzēs nodot visu informāciju, kā arī skolēni to varēs vieglāk atcerēties.
Pirmkārt, sintēzei nepieciešams "būvmateriāls" – aminoskābes. Dažus no tiem ražo ķermenis. Citus var iegūt tikai no pārtikas, tos sauc par neaizstājamiem.
Kopējais aminoskābju skaits ir divdesmit, taču, ņemot vērā milzīgo iespēju skaitu, kurās tās var sakārtot garā ķēdē, olb altumvielu molekulas ir ļoti dažādas. Šīs skābes ir līdzīgas pēc struktūras, bet atšķiras pēc radikāļiem.
Tas ir katras aminoskābes šo daļu īpašības, kas nosaka, kādu struktūru iegūtā ķēde “salocīsies”, vai tā veidos kvartāru struktūru ar citām ķēdēm un kādas īpašības būs iegūtajai makromolekulai.
Proteīnu biosintēzes process nevar noritēt vienkārši citoplazmā, tam nepieciešama ribosoma. Šī organelle sastāv no divām apakšvienībām - lielas un mazas. Atpūtas stāvoklī tie tiek atdalīti, bet, tiklīdz sākas sintēze, tie nekavējoties savienojas un sāk darboties.
Tik dažādas un svarīgas ribonukleīnskābes
Lai nogādātu aminoskābi ribosomā, ir nepieciešama īpaša RNS, ko sauc par transportu. Priekštā saīsinājumi apzīmē tRNS. Šī vienpavediena āboliņa lapu molekula spēj pievienot vienu aminoskābi tās brīvajam galam un pārnest to uz olb altumvielu sintēzes vietu.
Citu proteīnu sintēzē iesaistīto RNS sauc par matricu (informāciju). Tam ir tikpat svarīga sintēzes sastāvdaļa - kods, kas skaidri norāda, kad kura aminoskābe ir jāsaista ar iegūto olb altumvielu ķēdi.
Šai molekulai ir vienpavediena struktūra, tā sastāv no nukleotīdiem, tāpat kā DNS. Šo nukleīnskābju primārajā struktūrā ir dažas atšķirības, par kurām varat lasīt salīdzinošajā rakstā par RNS un DNS.
Informāciju par proteīna mRNS sastāvu saņem no galvenā ģenētiskā koda glabātāja - DNS. Dezoksiribonukleīnskābes nolasīšanas un mRNS sintezēšanas procesu sauc par transkripciju.
Tas rodas kodolā, no kurienes iegūtā mRNS tiek nosūtīta uz ribosomu. Pati DNS neiziet no kodola, tās uzdevums ir tikai saglabāt ģenētisko kodu un dalīšanās laikā pārnest to uz meitas šūnu.
Raidījuma galveno dalībnieku kopsavilkuma tabula
Lai kodolīgi un skaidri aprakstītu olb altumvielu biosintēzi, tabula ir vienkārši nepieciešama. Tajā mēs pierakstīsim visas sastāvdaļas un to lomu šajā procesā, ko sauc par tulkošanu.
| Kas nepieciešams sintēzei | Kāda loma ir |
| Aminoskābes | Kalpo kā proteīna ķēdes celtniecības bloks |
| Ribosome | Vaiapraides vieta |
| tRNA | Pārvada aminoskābes uz ribosomām |
| mRNA | Nogādā sintēzes vietā informāciju par aminoskābju secību proteīnā |
Tas pats olb altumvielu ķēdes izveides process ir sadalīts trīs posmos. Apskatīsim katru no tiem sīkāk. Pēc tam jūs varat viegli izskaidrot olb altumvielu biosintēzi ikvienam, kas to vēlas īsi un skaidri.
Iesākums - procesa sākums
Šis ir sākotnējais translācijas posms, kurā mazā ribosomas apakšvienība saplūst ar pašu pirmo tRNS. Šī ribonukleīnskābe nes aminoskābi metionīnu. Tulkošana vienmēr sākas ar šo aminoskābi, jo sākuma kodons ir AUG, kas kodē šo proteīna ķēdes pirmo monomēru.
Lai ribosoma atpazītu starta kodonu un nesāktu sintēzi no gēna vidus, kur var atrasties arī AUG secība, ap starta kodonu atrodas īpaša nukleotīdu secība. Tieši no tiem ribosoma atpazīst vietu, kur jāatrodas tās mazajai apakšvienībai.
Pēc kompleksa veidošanās ar mRNS beidzas iniciācijas stadija. Un sākas raidījuma galvenais posms.
Pagarinājums ir sintēzes vidusdaļa
Šajā posmā proteīna ķēde pakāpeniski palielinās. Pagarinājuma ilgums ir atkarīgs no aminoskābju skaita proteīnā.
Vispirms uz mazoir pievienota lielākā ribosomas apakšvienība. Un sākotnējā t-RNS tajā ir pilnībā. Ārpusē paliek tikai metionīns. Pēc tam lielajā apakšvienībā nonāk otra t-RNS, kas satur citu aminoskābi.
Ja otrais kodons uz mRNS sakrīt ar antikodonu āboliņa lapas augšpusē, otrā aminoskābe tiek pievienota pirmajai, izmantojot peptīdu saiti.
Pēc tam ribosoma pārvietojas pa m-RNS tieši trīs nukleotīdus (vienu kodonu), pirmā t-RNS atdala metionīnu no sevis un atdalās no kompleksa. Tās vietā ir otrā t-RNS, kuras galā jau ir divas aminoskābes.
Tad trešā t-RNS nonāk lielajā apakšvienībā un process atkārtojas. Tas turpināsies, līdz ribosoma nonāks mRNS kodonā, kas signalizē par translācijas beigām.
Izbeigšana
Šis ir pēdējais solis, dažiem tas var šķist diezgan nežēlīgs. Visas molekulas un organellas, kas darbojās tik labi kopā, lai izveidotu polipeptīdu ķēdi, apstājas, tiklīdz ribosoma sasniedz termināla kodonu.
Tā nekodē nevienu aminoskābi, tāpēc jebkura tRNS, kas nonāk lielajā apakšvienībā, tiks noraidīta neatbilstības dēļ. Šeit tiek izmantoti beigu faktori, kas atdala gatavo proteīnu no ribosomas.
Pati organelle var vai nu sadalīties divās apakšvienībās, vai turpināt lejup pa mRNS, meklējot jaunu sākuma kodonu. Vienai mRNS vienlaikus var būt vairākas ribosomas. Katrs no tiem atrodas savā stadijā.tulkojumi. Jaunizveidotais proteīns tiek nodrošināts ar marķieriem, ar kuru palīdzību tā galamērķis būs skaidrs ikvienam. Un ar EPS tas tiks nosūtīts tur, kur tas ir nepieciešams.
Lai saprastu proteīnu biosintēzes lomu, ir jāizpēta, kādas funkcijas tā spēj veikt. Tas ir atkarīgs no aminoskābju secības ķēdē. Tieši to īpašības nosaka proteīna sekundāro, terciāro un dažreiz ceturtdaļējo (ja tāda pastāv) struktūru un tās lomu šūnā. Vairāk par olb altumvielu molekulu funkcijām varat lasīt rakstā par šo tēmu.
Kā uzzināt vairāk par straumēšanu
Šajā rakstā ir aprakstīta olb altumvielu biosintēze dzīvā šūnā. Protams, ja jūs izpētīsit šo tēmu dziļāk, būs nepieciešamas daudzas lappuses, lai detalizēti izskaidrotu procesu. Bet vispārējai idejai ar augstākminēto materiālu vajadzētu pietikt. Izpratnei var noderēt video materiāli, kuros zinātnieki ir simulējuši visus tulkošanas posmus. Daži no tiem ir tulkoti krievu valodā un var kalpot kā lielisks ceļvedis skolēniem vai vienkārši izglītojošs video.
Lai labāk izprastu tēmu, jums vajadzētu izlasīt citus rakstus par saistītām tēmām. Piemēram, par nukleīnskābēm vai par proteīnu funkcijām.
