Valgu süntees, mis ja kuidas see juhtub?

Keha vajab tervise püsimiseks palju aineid, millest üks on valk. Valgud ehk kreeka keeles nimetatakse protodeks (ennekõike) on iseenesest suure molekulmassiga komplekssed orgaanilised ühendid, mis on aminohappe monomeeride polümeerid, mis on omavahel ühendatud (animo happeahelad) peptiidsidemetega. Valgumolekulid sisaldavad süsinikku, vesinikku, hapnikku, lämmastikku ning mõnikord ka väävlit ja fosforit. Roll? inimkehaks nimetatud hoone vundamendina. Seetõttu on selle olemasolu väga oluline. Kuid loomulikult ei tule valk lihtsalt. See tuleb kindlaks teha ja valkude moodustumine või süntees toimub paljude "osapoolte", sealhulgas DNA ja RNA kaasamise kaudu.

Niisiis, enne kui nende kahe asja (DNA ja RNA) kohta rohkem teada saame, on hea, kui õpime kõigepealt tundma valgusünteesi tähendust.

Valgusüntees on tegelikult protsess, mille käigus lineaarsed aminohapped muutuvad kehas valguks. Siin on olulised DNA ja RNA rollid, kuna nad on protsessis osalenud. DNA molekul on nukleiinhapete kodeerimise allikas, et neist saaksid valgud moodustavad aminohapped - protsessis otseselt ei osaleta. Kui RNA molekulid on DNA rakkude transkriptsiooni tulemus rakus. Seejärel muundatakse see RNA molekul aminohapeteks kui valkude ehitusmaterjal.

Valgusünteesi mehhanismis on kolm olulist aspekti, nimelt valgusünteesi asukoht rakkudes; informatsiooni või transformatsiooni tulemuse ülekandmise mehhanism DNA-st valgusünteesi kohta; ja rakus valkude moodustavate aminohapete mehhanism eraldumiseks spetsiifiliste valkude moodustamiseks.

Valgu süntees toimub ribosoomis, ühes raku (ka tuuma) väikeses ja tihedas organellis, tekitades transleeritud mRNA-st mittespetsiifilise või sobiva valgu. Ribosoomi enda läbimõõt on umbes 20 nm ja see koosneb 65% ribosomaalsest RNA-st (rRNA) ja 35% -l ribosomaalsest valgust (nn Ribonukleoproteiin või RNP).

Valgu valmistamise protsess

Põhimõtteliselt kasutavad rakud valkude valmistamiseks DNA-s sisalduvat geneetilist teavet (geene). Valgu või valgusünteesi valmistamise protsess on jagatud kolmeks etapiks, nimelt transkriptsioon, translatsioon ja valgu voltimine.

1. Transkriptsioon

Transkriptsioon on RNA moodustamise protsess ühest DNA matriitsiribast (DNA sense). Selles etapis toodab see 3 tüüpi RNA-d, nimelt mRNA, tRNA ja rRNA.

See etapp võib toimuda tsütoplasmas, alustades DNA omanduses olevate topeltahelate avamist RNA polümeraasi ensüümi abil. Selles etapis on üks ahel, mis toimib meeleahelana, teist DNA paarist pärinevat ahelat nimetatakse anti-sens ahelaks.

Transkriptsioonietapp ise jaguneb kolmeks: initsieerimis-, pikenemis- ja lõpetamisetapp.

Algatus

RNA polümeraas seondub DNA ahelatega, mida nimetatakse promootoriteks ja mida leidub geeni alguse lähedal. Igal geenil on oma promootor. Pärast sidumist eraldab RNA polümeraas DNA topeltahelad, pakkudes matriitsi või matriitsi üksikute ahelate jaoks, mis on transkriptsiooniks valmis.

Pikenemine

Üks DNA ahel, hallituse ahel, toimib matriitsina RNA polümeraasi ensüümi jaoks. Seda trükist „lugedes“ moodustab RNA polümeraas nukleotiidist RNA molekuli, luues ahela, mis kasvab 5'-st 3'-ni. Transkriptsiooni RNA kannab sama informatsiooni mittemalli (kodeerivatest) DNA ahelatest.

Lõpetamine

See järjestus annab märku, et RNA transkriptsioon on lõpule viidud. Pärast transkribeerimist vabastab RNA polümeraas RNA transkriptsiooni.

2. Tõlge

Tõlkimine on mRNA nukleotiidjärjestuste protsess, mis muundatakse polüpeptiidahela aminohapete järjestusteks. Selle protsessi käigus rakk "loeb" teavet messenger RNA (mRNA) kohta ja kasutab seda valgu valmistamiseks.

MRNA koodoni translatsioonist pärinevate valkude moodustamiseks on vaja vähemalt 20 aminohapet. MRNA-s on polüpeptiidide valmistamise juhised nukleotiid-RNA (adeniin, uratsiil, tsütosiin, guaniin), mida loetakse kolme nukleotiidi rühmades, neid kolme rühma nimetatakse koodoniteks. Lisaks toodavad mõned neist aminohapetest spetsiifilisi polüpeptiidahelaid ja moodustavad hiljem spetsiifilised valgud.

Tõlkeprotsess ise on jagatud kolme etappi:

Algstaadium ehk initsiatsioon

Selles etapis kogunevad ribosoomid loetava mRNA ja esimese aminohapet metioniini (mis vastab algkoodonile AUG) kandva tRNA ümber. Seda jaotist on vaja tõlkefaasi alustamiseks.

Keti pikendamine või pikendamine

See on etapp, kus aminohappeahel laieneb. Siin loetakse mRNA üks koodon korraga ja koodonile vastav aminohape lisatakse valguahelasse. Pikenemise ajal liigub tRNA ribosoomi A, P ja E saitidest mööda. Seda protsessi korratakse ikka ja jälle, kui loetakse uusi koodoneid ja ahelale lisatakse uusi aminohappeid.

Lõpetamine

See on etapp, kus polüpeptiidahel vabaneb. See protsess algab siis, kui stoppkoodon (UAG, UAA või UGA) siseneb ribosoomi, eraldades polüpeptiidahela tRNA-st ja lahkudes ribosoomist.

3. Valgu voltimine

Äsja sünteesitud polüpeptiidahel toimib alles siis, kui see läbib teatud struktuurilisi modifikatsioone, nagu saba süsivesikute lisamine (glükosüülimine), lipiidid, proteesirühmad jne. Funktsionaalsuse huvides viiakse see läbi posttranslatsioonilise modifikatsiooni ja valgu voltimise teel.

Valgu voltimine jaguneb neljaks tasemeks, nimelt esmane tase (lineaarsed polüpeptiidahelad); kesktase (α-spiraal ja β-volditud leht); kolmanda taseme (kiuline ja ümmargune vorm); ja kvaternaarne tase (kahe või enama subühikuga valgukompleks.

Märge

Aminohapete kohta on teada 61 koodonit. Iga koodon "loetakse", et luua 20 aminohappest, mida valkudes tavaliselt leidub, spetsiifiline aminohape.

Ühel koodonil, nimelt AUG-l, on ülesanne ehitada aminohapet metioniini ja see toimib ka stardikoodonina valgu tootmise algusest signaalina.

Kolm koodonit, mis aminohappeid ei valmista, nimetatakse stoppkoodoniks, hõlmavad UAA, UAG ja UGA. Kõik kolm ütlevad rakule, kui polüpeptiidi tootmine on lõpule jõudnud.