الحياة هي عملية وجود جزيئات البروتين. هذا هو عدد العلماء الذين عبروا عن ذلك ، والذين هم على قناعة بأن البروتين هو أساس كل الكائنات الحية. هذه الأحكام صحيحة تمامًا ، لأن هذه المواد في الخلية لها أكبر عدد من الوظائف الأساسية. تلعب جميع المركبات العضوية الأخرى دور ركائز الطاقة ، وهناك حاجة للطاقة مرة أخرى لتخليق جزيئات البروتين.
قدرة الجسم على تخليق البروتين
ليست كل الكائنات الحية قادرة على تصنيع البروتينات في الخلية. لا تستطيع الفيروسات وبعض أنواع البكتيريا تكوين بروتينات ، وبالتالي فهي طفيليات وتتلقى المواد الضرورية من الخلية المضيفة. الكائنات الحية الأخرى ، بما في ذلك الخلايا بدائية النواة ، قادرة على تصنيع البروتينات. تعيش جميع الخلايا البشرية والحيوانية والنباتية والفطرية وجميع البكتيريا والطلائعيات تقريبًا على قدرة التخليق الحيوي للبروتين. هذا مطلوب لتنفيذ وظائف تشكيل الهيكل ، والحماية ، والمستقبلات ، والنقل وغيرها.
استجابة المرحلةالتخليق الحيوي للبروتين
يتم ترميز بنية البروتين في الحمض النووي (DNA أو RNA) في شكل كودونات. هذه معلومات وراثية يتم إنتاجها في كل مرة تحتاج فيها الخلية إلى مادة بروتينية جديدة. بداية التخليق الحيوي هي نقل المعلومات إلى النواة حول الحاجة إلى تخليق بروتين جديد بخصائص معطاة بالفعل.
استجابة لذلك ، تم فصل جزء من الحمض النووي ، حيث يتم ترميز بنيته. يتم نسخ هذا المكان بواسطة الرنا الرسول ونقله إلى الريبوسومات. هم مسؤولون عن بناء سلسلة البولي ببتيد على أساس مصفوفة - رسول RNA. باختصار ، يتم تقديم جميع مراحل التخليق الحيوي على النحو التالي:
- النسخ (مرحلة مضاعفة مقطع الحمض النووي ببنية البروتين المشفرة) ؛
- معالجة (تشكيل رسول RNA) ؛
- ترجمة (تخليق البروتين في الخلية بناءً على الرسول RNA) ؛
- تعديل ما بعد الترجمة ("نضوج" البولي ببتيد ، وتشكيل هيكلها ثلاثي الأبعاد).
نسخ الحمض النووي
يتم تنفيذ جميع عمليات تخليق البروتين في الخلية بواسطة الريبوسومات ، وترد المعلومات حول الجزيئات في الحمض النووي (RNA أو DNA). إنه موجود في الجينات: كل جين هو بروتين معين. تحتوي الجينات على معلومات حول تسلسل الأحماض الأمينية لبروتين جديد. في حالة الحمض النووي ، تتم إزالة الكود الجيني بهذه الطريقة:
- إطلاق موقع الحمض النووي من الهيستونات ، يحدث نزع التصاعد ؛
- بوليميراز DNAيضاعف قسم الحمض النووي الذي يخزن جين البروتين ؛
- القسم المضاعف هو مقدمة لـ messenger RNA ، والذي تتم معالجته بواسطة الإنزيمات لإزالة الإدخالات غير المشفرة (يتم توليف mRNA على أساسه).
بناءً على RNA المؤيدة للمعلومات ، يتم تصنيع mRNA. إنها بالفعل مصفوفة ، وبعد ذلك يحدث تخليق البروتين في الخلية على الريبوسومات (في الشبكة الإندوبلازمية الخشنة).
تخليق البروتين الريبوسومي
للرسالة RNA طرفان ، يتم ترتيبهما على شكل 3`-5`. تبدأ قراءة وتركيب البروتينات على الريبوسومات في نهاية 5 وتستمر حتى الإنترون ، وهي منطقة لا تشفر أيًا من الأحماض الأمينية. يذهب على النحو التالي:
- messenger RNA "سلاسل" على الريبوسوم ، وتعلق أول حمض أميني ؛
- يتحول الريبوسوم على طول الرسول RNA بواسطة كودون واحد ؛
- يوفر نقل الحمض النووي الريبي (RNA) المطلوب (المشفر بواسطة كودون مرنا المعطى) حمض ألفا أميني ؛
- ينضم حمض أميني إلى بداية الحمض الأميني لتشكيل ثنائي الببتيد ؛
- ثم يتم إزاحة mRNA مرة أخرى ، يتم إحضار حمض أميني ألفا وينضم إلى سلسلة الببتيد المتنامية.
بمجرد وصول الريبوسوم إلى intron (إدراج غير مشفر) ، ينتقل الحمض النووي الريبي الرسول. بعد ذلك ، مع تقدم الحمض النووي الريبي المرسال ، يصل الريبوسوم مرة أخرى إلى exon - الموقع الذي يتوافق تسلسل النيوكليوتيدات فيه مع عنصر معينحمض أميني
من هذه النقطة ، تبدأ إضافة مونومرات البروتين إلى السلسلة مرة أخرى. تستمر العملية حتى يظهر intron التالي أو حتى رمز التوقف. يوقف الأخير تخليق سلسلة البولي ببتيد ، وبعد ذلك يعتبر الهيكل الأساسي للبروتين مكتملاً وتبدأ مرحلة التعديل بعد التخليق (ما بعد الترجمة) للجزيء.
التعديل اللاحق للترجمة
بعد الترجمة ، يحدث تخليق البروتين في صهاريج الشبكة الإندوبلازمية الملساء. هذا الأخير يحتوي على عدد صغير من الريبوسومات. في بعض الخلايا ، قد تكون غائبة تمامًا في RES. هناك حاجة إلى مثل هذه المناطق لتشكيل أولاً ثانوية ، ثم التعليم العالي أو ، إذا تمت برمجتها ، هيكل رباعي.
يحدث كل تخليق البروتين في الخلية مع إنفاق كمية هائلة من طاقة ATP. لذلك ، هناك حاجة إلى جميع العمليات البيولوجية الأخرى للحفاظ على التخليق الحيوي للبروتين. بالإضافة إلى ذلك ، هناك حاجة إلى بعض الطاقة لنقل البروتينات في الخلية عن طريق النقل النشط.
يتم نقل العديد من البروتينات من مكان في الخلية إلى موقع آخر للتعديل. على وجه الخصوص ، يحدث تخليق البروتين بعد الترجمة في مجمع جولجي ، حيث يرتبط مجال الكربوهيدرات أو الدهون ببولي ببتيد لهيكل معين.
