КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

генната експресия




Протеин биосинтеза.

Принципът на допълнително свързване на азотни основи на нуклеотиди е в основата на реализация на генетичната информация по време на протеин биосинтеза.

Основните условия за биосинтеза на протеин, подобен на условия ДНК репликация.

1. Наличието на оригиналната матрица - парцел молекула ДНК ген. Генът е добре определена последователност от нуклеотиди, и по този начин определя точната последователност на аминокиселини в полипептидната верига на събраната протеин.

2. Наличието на строителния материал. Строителен материал за РНК рибонуклеотиди са отделни от азотни основи: аденин, гуанин, цитозин, урацил.

3. присъствието на АТР енергия.

4. наличието на ензими (например, РНК полимераза).

5. Възможност за синтез. Мястото на първия етап на биосинтеза на протеин е еукариотна клетка ядро ​​или цитоплазма (прокариоти), а вторият етап се провежда на рибозоми гранулиран ендоплазмен ретикулум.

Известно е, че някои генетична информация, съдържаща се в ДНК:

- За структурата на протеини и РНК на тялото,

- На процедурата за реализация на тази информация в различни клетки по време на онтогенезата (индивидуалното развитие) и в различни функционални състояния.

Тъй като при всички соматични клетки на организма е същия набор от 46 хромозоми, въпреки понякога силни разлики между клетките, те съдържат в тяхната ДНК същата генетична информация. (Някои изключения са лимфоцити, които са в процес на преструктуриране на гените на имуноглобулините се случва -. Антитела)

Това обстоятелство - генетичните еквивалентни ядрата на соматични клетки на тялото е в основата на клонирането на животни. В процеса на репликация на ДНК, генетичната информация се възпроизвежда като цяло, за да бъдат предадени на дъщерни клетки.

Но, в допълнение, тази информация се изразява (реализира) в клетката, което води до всички прояви на живота му. Въпреки това, експресия не е бил изложен на цялата налична генетична информация в ядрото, само някои (обикновено много малка) част.

Това е само поради особеностите на някои клетки в това, което е кръг (набор) функционирането на гени, и това, което с техните нива на активност.

Изразяване на информация за структурата на протеин се състои от 4 етапа: транскрипция, обработка, превод и сгъваеми.

Първият етап - транскрипция: образование в клетъчното ядро на съответния ген (локализирани в една от хромозомите) на специален посредник - РНК (тРНК). Буквално "транскрипция" се превежда като "пренаписване".

Последователността на събитията на транскрипция:

- Несъответствие между вериги на двойната спирала на ДНК, като счупен цип - цип. Тази "стари" водородни връзки между допълващи сдвоени азотни основи на паралелни вериги са разбити и веригата далеч един от друг. Сформирана "репликация око" - ДНК разкъсване не е края на молекулата, и от всяка област.



- Безплатни рибонуклеиди допълваща половинка с освободените ДНК азотни основи на нуклеотиди "нови" водородни връзки.

- Шевове ензим РНК полимераза рибонуклеотидни ( "стръв" водородни връзки) във веригата на м-РНК от силни ковалентни връзки.

- Новите иРНК се движи от региона на ДНК, както и веригата на ДНК намалени "старите" водородните връзки.

Смисълът на този процес - пренаписването на информация за структурата на протеин с огромен стационарен носител (ДНК, като част от хромозома) в малък подвижен носач - м-РНК. Приблизително същият е случаят, когато на твърдия диск на компютъра, който съдържа хиляди файлове, презаписване на един от тях върху флаш устройство. Единствената разлика е, че м-РНК по време на записването на нови информационни генерирани нуклеотиди. Следователно, т-РНК, с няколко различни ген трябва да се различават един от друг - те се различават един от друг самите гени. Друг важен фактор: директен генната транскрипция продукт е правилно наречена предшественик иРНК (предварително иРНК). Фактът, че новосформираната РНК-м минава веднага (в ядрото на) съзряване.

Фигура 1. транскрипция, обработка и предаване.

Вторият етап на биосинтеза на протеин - обработка. В тази предварителна иРНК претърпява съществена промяна. Като резултат от обработката на "метод" секции РНК и нарязани на нуклеотиди, които не съдържат информация за структурата на синтезирания протеин (интрони). Съвсем наскоро, го намери, че тези "отпадъци" са важни участници в регулацията на операция клетка (микро-РНК). Освен това има шев (сплайсинг), оставащ след изрязване сайтове и РНК, съдържаща информация за синтезиран протеин (екзони) и формирането на зрели иРНК. Само след зрялата иРНК (може би във връзка със специфични протеини), доставен от ядрото към цитоплазмата.

Tre6ty етап - Broadcast: Процесът на събиране на белтъчните молекули от аминокиселини към рибозомите на програмата продиктувано от иРНК. Същността на тази програма - определянето на реда на аминокиселини да бъдат включени в пептидната верига се изгражда. Превод -. Това прехвърляне на информация от "езика" на нуклеиновите киселини на "езика" на протеини.

Освен това, методът не включва свободен и активиран аминокиселини: всеки от тях е свързан с трансфер РНК (тРНК), т.е., че е под формата на аминоацил Т-РНК (m-RNA аа) ... За всяка от формата на 20 аминокиселина има своя специфичен Т-РНК, и повече - дори не един, а няколко форми.

Рибозомите играят ролята на превода в молекулярна машина, за да се гарантира правилното взаимодействие на участниците. Структурата на рибозомата се състои от четири молекули т. Н. рибозомна РНК (иРНК) - една молекула на всеки от 4 вида рРНК. Комбинирането с рибозомни белтъци, те образуват две рибозомната субединица и ги оперират в един блок, и, евентуално, каталитичната функция.

Последователността на събитията излъчват:

- С помощта на рибозомите тРНК транспортирани амино фиксиран към "дръжка Детелината" тРНК.

- Антикодон тРНК допълваща взаимодействие с тризнаци кодони и РНК и форма водородни връзки.

- В началото на процеса на транслация с активния център на рибозомата свързва към иницииране на m-RNA. В еукариоти, инициаторен кодон на иРНК винаги кодира аминокиселината метионин (август стартов кодон).

- Два съседни молекули тРНК обвързани с рибозомата с иРНК получат възможност за образуване на пептидна връзка между аминокиселини, фиксирана върху техните "стъбла".

- След образуване на пептидна връзка първо тРНК, "освобождава" аминокиселинен, но тя се разпада водородните връзки и оставя рибозомата в цитоплазмата на "лов" за новата аминокиселина. Втората тРНК (две аминокиселини), съчетано с иРНК, се измества към първото място в рибозомата.

- След тРНК с аминокиселина на трета форма допълнителни водородните връзки с третия кодон и РНК, създаване на условия за пептидната връзка между втората и третата аминокиселина. Процесът се повтаря и нарастващата полипептидна верига.

- Полипептидната растеж на веригата продължава до прекратяването стоп кодон и РНК, след което новата протеин напуска рибозомата, но той е придобил пълна п триизмерна пространствена структура.

Молекулата РНК се свързва с няколко рибозоми, образувайки polyribosomes. Това прави възможно да се синтезират няколко идентични протеинови молекули.

По този начин, превод на РНК включва три класа - м-РНК, г-РНК и РНК-р.

Четвъртият етап на образуване на ефективни протеин, наречен протеин сгъване. След прекратяване превод нов протеин обикновено не работят. Той трябва да се сдобие с работна (третична или четвъртична) структура. Този процес се нарича сгъване (фиг. 2).

Фигура 2. Схема на сгъване.

Въпреки това, се оказа, че добавянето на някои средни протеинови фракции клетки значително улеснява повторното нагъване (активно възстановяване) на денатурирани протеини. Следователно възниква идеята за спомагателни протеини (или фактори) сгъване.

След това беше установено, че тези фактори могат да бъдат разделени в две групи.

Първа група - протеини с каталитична активност, т.е. сгъваеми ензими, или foldazy. Подобно на други ензими, те са необходими само в каталитични количества, т.е.. Д. В концентрации, които са порядъци по-малък от "обслужват" техните протеини.

Втората група - така наречените .. молекулярни придружители. Смята се, че тук включва протеини с различни механизми на действие. Например, един придружител протеин може да осигури удобно място за безопасното сгъване в третична структура - ". Пота с капак" Чаперони са необходими количества близост до стехиометрично, т.е.. Е. сравними по мащаб на концентрацията на протеини сгъваеми. Те, както и foldazy, които не са част от крайните продукти на сгъване, без значение колко сложна олигомерни продукти от тези лица могат да бъдат.

Показателно е, в тази връзка, първоначалното значение на думата "придружител" на английски език: това е най-старата дама, придружаваща младо момиче на бала. По същия начин, молекулярни придружители: насърчаване на правилното прегъване, като че ли те са първата доведени "навън" новосинтезирани протеини.

От горното твърдение можем да си представим, че сгъване - особено с участието на foldaz и придружители - винаги води до по-полипептидната верига на "правото", оптимална енергия и функционалната връзка, пространствената структура.

За съжаление, сгъване понякога нарушен. Има група на тежки неврологични заболявания, които са причинени от повтарящи естествен "погрешно" нагъването един, е определен протеин.

Този протеин, когато е в нормално конформация, наречен прион протеин. Той откри в мозъка; функцията му е неизвестен. В някои заболявания е същия полипептид в друга структура. Последното е доминиран региони с бета структура, почти отсъства в нормални родния форма на молекулата на протеина и имат повишена склонност да се обединят. Такъв протеин, наречен прион (от протеинов частиците инфекция - протеинов инфекциозни частици). В тази форма, не изглежда в състояние да изпълнява нормалната си функция.

Най-лошото е, че "неправилно" под формата на протеин предизвиква прехода в същата форма и "редовни" форми. Как това се случи не е ясно. Може би там е улавяне на "правилните" приони агрегати на молекулите, предизвикващи молекулите развивам и ре-организирана, но по подобие на приони.

По този начин, прионите във връзка с техните оригинални молекули играят роля antishaperonov извършване сякаш сгъване обратно. Нещо повече, процесът е очевидно автокаталитично: новосформираната протеин частта "развалена" да започне да "развалят" на следващата част от естествения протеин. Процесът продължава, докато всички от протеина не се "развали". Заболяването се развива в продължение на няколко години, но неизбежно води до смъртта на животното или човека.

Тъй като има в тялото на първата част на прионовия? Понякога е изключително рядко, възниква спонтанно - в резултат на грешки сгъване. Няколко мутации са по-чести, тогава заболяването е наследствено. Най-често болестта се появява в резултат на хранене на животински тъкани, които съдържат приони. Ето защо тези протеини са посочени и инфекциозни частици.

Те се характеризират с още една много важна функция - устойчивост на протеаза (например, храносмилателни ензими). Това помага да проникне приони непроменени от стомашно-чревния тракт в нервната тъкан, която тече горното и автокаталитични процес.

Всички заедно го прави уникален прион инфекциозен агент: това изглежда е единственият случай, когато това средство е лишен от нуклеинова киселина (протеин) инфекция.

Прион заболявания. Крави го т. Н. спонгиформна енцефалопатия (BSE - спонгиформна енцефалопатия по говедата), или болестта луда крава. Яденето на човешка плът на кравите е Kreyntsfelda-Якоб. Използвайте в популярната литература терминът "луда крава вируса на болестта" неграмотни. Прионите не са вируси. В допълнение, сред коренните жители на Нова Гвинея, известни за друго заболяване от същото естество - куру, в която лицето на един човек сега и тогава там гримаси, сякаш се смее. Смята се, че куру предава чрез канибализъм. И накрая, на заболяването при овцете нарича скрейпи: постоянен сърбеж предизвиква животни, отглеждани триене срещу твърди предмети. Откриването на приони заболявания позволява някои биолози съмняват в така наречената "централната догма на молекулярната биология." Определяне на потока на информация от един-остротата на нуклеинови киселини с протеини (DNK↔RNK → протеин).

Регламент на активността на гените. Многоклетъчен организъм възниква при сливането на човешки сперматозоиди и яйца в една клетка - зигота, съдържащ 46 хромозоми. След това, от зиготата от митотично делене, тя расте цялото тяло на огромен брой различни клетки. В основата на всеки един от тези десетки трилиони клетки всички имат едни и същи 46 хромозоми (46 нуклеопротеини молекули). Последователността на нуклеотиди в ДНК и ДНК на ядрото на зигота ядрото на всички клетки (черен дроб, кожа и мозък) са идентични. Но тогава възниква въпросът защо нашите телесни клетки не приличат един на друг, и защо те имат различни функции.

Сериозна стъпка за решаване на този проблем е направена от Яков и Моно. Те хипотеза, че бактериалните гени (ДНК молекули, носещи елементарното функционално съответната информация) в клетката не работят едновременно. Повечето от времето, повечето от гените на разстояние "почивка", една малка част от гена е включен "работи". Основният механизъм за включване и изключване на гени Джейкъб и Моно вързани с концепцията на гени, оператори, потисниците и протеини индуктори.

Съгласно хипотезата на Якоб-Моно, в сравнение с конвенционалните структурен ген е ген-оператор, осигурява фиксиране на полимераза на ензима РНК (сайт за директно свързване на РНК полимераза нарича промотор) и началото на транскрипцията. Обикновено операторът с ген-свързан репресорен протеин, и в това състояние полимераза ензим РНК не може да комуникира с оператора на ген и да започне да чете информация структурен ген ДНК (фиг. 1).

Фигура 1. Затворете (оригинал) състояние на структурните гени.