Ақуыз биосинтезі

Главная » Рефераттар » Ақуыз биосинтезі

Ақуыз биосинтезі тіршіліктің ең маңызды қасиеттерінің бірі, себебі тіршілік процесіңде ақуыз молекулалары әр түрлі биохимиялық реакцияларға түсіп ыдырап жойылып отырады, ал олардың орнын толтыру тек жаңа ақуыз молекулаларының синтезделуі нәтижесінде жүзеге асады.

А-РНҚ молекуласының нуклеотидтер тізбегінде жазылған ақпараттың колинеарлы полипептид молекуласының аминқьшь қылдары ретіне берілуін, яғни ақуыз синтезін, трансляция деп атаймыз.

Трансляция процесі полипептидтің N ұшынан басталып С ұшына қарай жүреді және ол метионин амин қышқылынан басталады. Яғни, кез келген а-РНҚ молекуласының бас жағында метионин амин қышқылына сәйкес келетін (колинеарлы) код-инициаторлық код болады (АУГ). Полипептид синтезінің инициялануы ерекше т-РНҚ-инициаторлық т-РНҚ-ның қатынасуымен жүзеге асады. Бұл процеске 3 инициациялаушы факторлар — ІҒр ІҒ2, ІҒ3 қатынасады. Ақуыз биосинтезінің жалғасуы, немесе элонгация сатысы, 2 фактордың қатысуымен жүреді — ЕҒ-1, ЕҒ-2, ал белок синтезінің терминациялануы кодон-терминаторларға және терминациялық факторларға — КҒ-1, КҒ-2-ге байланысты. Кодон терминаторлардың 3 түрі белгілі УАА, УАГ, УГА.

.

Трансляция процесіне 3 РНҚ — үшеуі де қатынасады. А-РНҚ-ақуыз синтезі үшін матрица (қалып) қызметін атқарса, рибосомалық РНҚ рибосомалардың құрамына кіреді. Рибосомалар цитоплазманың ең ұсақ субмикроскопиялық органелла-лары болып табылады. Ақуыз синтезі жүруі үшін рибосомалар а-РНҚ-мен байланысады. Рибосома 2 бөлшектен тұрады: рибосоманың кіші бөлшегі — 308, рибосоманың үлкен бөлшегі — 508. Әдетте, ақуыз синтезі жүрмеген кезде, рибосоманың екі бөлшегі бір-бірінен бөлек кездеседі, олардың бір-бірімен қосылып біртүтас органоид — рибосома түзілуі ақуыз биосинтезі басталған кезде жүзеге асады. А-РНҚ алғаш рибосоманың кіші бөлшегімен қосылады, содан кейін оларға иницияция факторлары ІҒ1, ІҒ2, ІҒ3 және т-РНҚ — аминоацилметионин қосылып инициа-торлық кешен түзіледі.

Инициаторлық кешен түзілгеннен кейін оған рибосоманың үлкен бөлшегі келіп қосылады. Рибосоманың үлкен белшегінде 2 учаске болады: пептидиддік бөлік — П бөлік, аминоацилдік болік — А бөлік. Рибосоманың үлкен бөлшегінің П бөлігіне формилденген метионинмен инициаторлық т-РНҚ орналасады, ал А учаскеге а-РНҚ-ның екінші кодонына сәйкес келетін антикодоны бар т-РНҚ өзінің амин қышқылымен орналасады.

Трансляция процесінде а-РНҚ кодондары амин қышқылдарымен тікелей әрекеттесе алмайды. Олардың арасындағы байланыс тасымалдаушы РНҚ (т-РНҚ) арқылы жүзеге асады. Әрбір амин қышқылының тек өзіне ғана сәйкес т-РНҚ-сы болады, сонымен кем дегенде т-РНҚ белгілі — 20-амин қышқылының 20 т-РНҚ-асы және инициаторлық Т-РНҚ. Т-РНҚ-лар — т-РНҚфен, т-РНҚАлан, т-РНҚСеР, т-РНҚИзол, т-РНҚАсп т.с.с деп аталынады. Барлық прокариоттардың және эукариоттардың т-РНҚ молекулалары 80-ге жуық нуклеотидтерден қүралған және олар-дың соңғы құрылысы бір-біріне ұқсас болып келеді. Олардың молекулаларының соңғы құрылысы беденің 3 құлақты жапырағына ұқсас. Т-РНҚ молекуласының 2 ерекше қасиеті белгілі: 1) т-РНҚ-ның 3′-ұшында ерекше рЦ рЦ рА-ОН-тан түратын бос нуклеотид тізбегі болады, осы ұшымен т-РНҚ-ға сәйкес келетін амин қышқылы ковалентті байланысады; 2) т-РНҚ-ның қарама-қарсы ұшында 3′ нуклеотидтен тұратын антикодон болады.Т-РНҚ-ның негізгі қызметі — өзіне сөйкес амин қышқылын «танып» 3′-ОН ұшына қондыру жөне а-РНҚ-ның антикодонға комплиментарлы кодонын «танып» өзі алып келген амин қыш-қылын полипептид тізбегіне орналастыру болып саналады Амин-қышқылының өзіне сәйкес т-РНҚ молекуласының 3’—ОН үшына ковалентті байланысуы ерекше аминоацил т-РНҚ-синтетаза ферментінің қатысуы арқылы жүреді. 20 амин қышқылына сәйкес 20 аминоацил т-РНҚ синтетаза ферменттері болады. Аминоацил т-РНҚ синтетаза ферменттері ездеріне сәйкес келетін амин қышқылдарымен т-РНҚ-ның бір-бірін «танып», амин қышқылының т-РНҚ молекуласының З1-ОН ұшына коваленттік байланысуын қамтамасыз етеді. Бұл про-цесс 2 сатыдан тұрады. Алғашқы сатыда амин қышқыддары ак-тивтенеді: Мысалы, Серилацил т-РНҚ-синтетаза+серин+АТФа (серилацил-АМФ) Серил-т-РНҚ-синтетаза+Ррі; Екінші сатыда активтенген амин қышқылы-өзіне сәйкес т-РНҚ-ның ЗЮН ұшымен байланысады. (Серилацил-АМФ) серил-т-РНҚ-синте-таза+т-РНҚ а серил-т-РНҚ Сер+серил-т-РНҚ-синтетаза-+АМФ түзіледі.

Аминоацил-т-РНҚ-синтетаза ферменттері трансляция процесінің қателіксіз жүруін, яғни а-РНҚ кодына колинеарлы (сәйкес) полипептид молеқуласының синтезделуін, қамтамасыз етеді. Демек, трансляцияның қателіксіз жүруі аминоацил-т-РНҚ-синтетаза ферменттерінің өздеріне сәйкес амин қышқыл-дарын «танып» оларды тиісті т-РНҚ-ға қондыруына байланыс-ты болады. Сонымен қатар, аминоацил-т-РНҚ — синтетаза ферменттері бақылаушылық қызметін де атқарады. Мысалы, изо-лейцил-т-РНҚ — синтетаза ферменті өзіне сәйкес т-РНҚ ор-нына басқа — «жат» т-РНҚ, айталық т-РНҚФен, «таныды» делік. Осының нәтижесінде изолейцин-т-РНҚИзол орнына изолейцил-т-РНҚфен кешені пайда болар еді. Осы қателіктің нәтижесінде синтезделуші ақуыз молекуласында фенилаланин амин қышқылының орнына изолейцин амин қышқылы орналасар еді. Бірақ, фенилаланин-т-РНҚ-синтетаза ферменті өзінің т-РНҚФЕН-сымен жат амин қышқылының қосылғанын сезіп қалып қате кешенді — изолейцин амин қышқылына және т-РНҚфен-ге ыдыратады.

Аминоацил-т-РНҚ-синтетаза ферменттерінің екінші бақы-лаушылық қызметі амин қышқылдардың активтену сатысында байқалады. Айталық, изолейцил-т-РНҚ-синтетаза ферменті изо-лейцин амин қышқылының орнына валин амин қышқылын ак-тивтендірді делік.

.

Изолейцил-т-РНҚ-синтетаза+валин+АТФ—>(валилацил—АМФ) изолейцил-т-РНҚ-синтетаза+Ррі.

Сонда, келесі сатыда «қате» түзілген кешен т-РНҚИзол мен әрекеттескенде валил-т-РНҚИзол пайда болуының орнына валилацил-АМФ, еркін валин амин қышқылына және АМФ-ге гид-ролизденеді.

.

(Валилацил-АМФ)изолейцил-т-РНҚ-синтетаза+т-РНҚИзол->валин,АМФ+т-РНҚИзол+изолейцил-т-РНҚ-синтетаза.

Сонымен, аминоацил-т-РНҚ-синтетаза ферменттері нақтылы амин қышқылдарын өздеріне тиісті антикодондармен байланыстырып генетикалық ақпараттың трансляциялану процесінде маңызды рөл атқарады. Сонымен қатар, бұл ферменттердің қос қабат бақылаушылық қызметі нәтижесінде трансляция процесінің қателіксіз жүру деңгейі едәуір жоғарылайды. Мысалы, амин қышқылдардың «қате» активтенуі шамамен 100 изолейцин молекуласынан 1 валинға тең болса, активтенген аминқыш-қылының «жат» т-РНҚ мен байланысуы 1/180 тең, сонда трансляцияның жалпы қателігі 1/100 х1/180=1/18000-нан аспайды.

Аминоацил -т-РНҚ кешені пайда болғаннан кейін олар рет-реттерімен тізіліп орналасып, амин қышқылдар арасында пептидтік байланыс пайда болады. Оны рибосоманың үлкен бөлшегіңце кездесетін ерекше фермент — пептидил — трансфераза ферменті қалыптастырады. Екі амин қышқылдары арасында пептидтік байланыс пайда болғаннан кейін рибосома бір кодонға солға қарай жылжиды, осының нәтижесінде инициаторлық кешен рибосомадан сыртқа шығады, А учаскедегі кешен П учаскеге өтеді, ал А учаскесіне а-РНҚ-ның үшінші кодонына сәйкес келетін т-РНҚ өзінің амин қышқылымен келіп орналасады, со-дан кейін екінші және үшінші амин қышқылдары арасыңца пептидтік байланыс пайда болады. Бұл жерде элонгация факторлары — ЕҒ-1, ЕҒ-2 қатынасады. Содан кейін рибосома тағы бір кодонға солға жылжып А учаске босайды. Осылайша ақуыз син-тезі А учаскеге а-РНҚ-ның терминаторлық кодондары келіп жеткенге дейін жалғаса береді. Терминаторлық кодондарды (УАА, УАГ, УГА) арнайы терминация факторлары — КҒ-1, КҒ-2 «таниды». Терминаторлық кодоңцарға сәйкес келетін амин қышқылдары болмағандықтан А — учаске бос қалып, пептидил-трансфераза ферменті пептидтік байланыс жасай алмайды, сондықтан рибосома 2 бөлшекке ыдырайды, синтезделген полипептид бөлініп шығады. Осылайша ақуыз синтезі аяқталады.

ОСТАВИТЬ КОММЕНТАРИЙ

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.