Jaká je role cytoplazmy při biosyntéze proteinů? Popis, proces a funkce

Buňka každého organismu je jednou velkou továrnou na výrobu chemikálií. Zde jsou reakce na biosyntézu lipidů, nukleových kyselin, sacharidů a samozřejmě bílkovin. Proteiny hrají obrovskou roli v životě buňky, protože plní mnoho funkcí: enzymatické, signální, strukturální, ochranné a další.

Biosyntéza proteinů: popis procesu

Konstrukce proteinových molekul je komplexní vícestupňový proces, který se vyskytuje pod vlivem velkého počtu enzymů a za přítomnosti určitých struktur.

Syntéza jakéhokoliv proteinu začíná v jádru. Informace o struktuře molekuly jsou zaznamenány v DNA buňky, se kterou se čte. Téměř každý gen organismu kóduje jednu, pouze je to vlastní molekula bílkovin.

Jaká je role cytoplazmy při biosyntéze proteinů? Faktem je, že buněčné cytoplazmy je "pool" pro monomery komplexních látek, stejně jako struktury, které jsou zodpovědné za průběh procesu syntézy bílkovin. Také vnitřní prostředí buňky má konstantní kyselost a obsah iontů, který hraje důležitou roli v biochemických reakcích.

Biosyntéza proteinu probíhá ve dvou fázích: jde o transkripci a translaci.

Přepis

Tato fáze začíná v jádru buňky. Zde hrají hlavní roli nukleové kyseliny, jako jsou DNA a RNA (deoxy- a ribonukleové kyseliny). U eukaryot je transkripční jednotka transkriptem a v prokaryotách se taková organizace DNA nazývá operon. Rozdíl mezi transkripcí u prokaryot a eukaryot je, že operon je oblast molekuly DNA, která kóduje několik proteinových molekul, jestliže transkript nese informace o jediném genu proteinu.

Hlavním úkolem buňky ve stádiu transkripce je syntéza informační RNA (mRNA) na matrici DNA. Za tímto účelem vstupuje do jádra enzym, jako je RNA polymeráza. Podílí se na syntéze nové molekuly mRNA, která je komplementární k místu deoxyribonukleové kyseliny.

Pro zdárný průběh transkripční reakce vyžaduje přítomnost transkripční faktory, které jsou také označovány zkratkou TF-1, TF-2, TF-3. Tyto komplexní proteinové struktury se podílejí na kopulování RNA polymerázy na promotoru molekula DNA.

Syntéza mRNA pokračuje, dokud polymeráza nedosáhne koncové oblasti transkriptu, který se nazývá terminátor.

Operátor, jako další funkční transkripční oblasti, je odpovědný za inhibici transkripce nebo, alternativně, pro zrychlení RNA polymerázy. Odpovědnými za regulaci práce transkripčních enzymů jsou speciální proteinové inhibitory nebo aktivátorové proteiny.

Casting

Po syntéze mRNA v jádru buňky vstoupí do cytoplazmy. K odpovědi na otázku, co je role cytoplasmy v biosyntéze proteinů, stojí za to podrobněji rozebírat osud molekul nukleových kyselin na překladu jevišti.

Překlad probíhá ve třech fázích: zahájení, prodloužení a ukončení.

Nejprve se musí mRNA připojit k ribosomům. Ribosomy jsou malé nemembránové struktury buňky, které se skládají ze dvou podjednotek: malé a velké. První ribonukleové kyseliny je připojena k malé podjednotky, a zavře celý velký komplex translační tak, že mRNA se uvnitř ribozomu. Ve skutečnosti to končí ve fázi zahájení.

Jaká je role cytoplazmy při biosyntéze proteinů? Především je to zdroj aminokyselin - hlavních monomerů bílkovin. Ve fázi protažení je postupné hromadění polypeptidovém řetězci, od kodonu methioninu startu, ke kterému jsou připojeny další aminokyseliny. Kodon v tomto případě je triplet nukleotidů mRNA, která kóduje jednu aminokyselinu.

V tomto stadiu je do práce zapojen další typ ribonukleových kyselin - transportní RNA nebo tRNA. Jsou zodpovědné za dodávku aminokyselin do komplexu ribozomů s mRNA vytvořením komplexu aminoacyl-tRNA. Rozpoznání tRNA nastává komplementární interakcí antikodonu této molekuly s kodonem na mRNA. Tak je aminokyselina dodávána do ribosomu a připojena k syntetizovanému polypeptidovému řetězci.

Ukončení translačního procesu nastane, když oblast stop kodónu dosáhnou mRNA. Tyto kodony obsahují informace o konci peptidové syntézy, po níž je komplex ribozomu-RNA zničen a primární struktura nového proteinu vstupuje do cytoplazmy pro další chemické transformace.

V procesu translace byly zahrnuty speciální proteinové faktory iniciace IF a prodlužovacích faktorů EF. Jsou různých typů a jejich úkolem je zajistit správné spojení RNA s ribozomálními podjednotkami stejně jako při syntéze samotného polypeptidového řetězce ve stadiu prodloužení.

Jaká je role cytoplazmy při biosyntéze bílkovin: stručně o hlavních složkách biosyntézy

Po ukončení mRNA jádro do vnitřního prostředí buňky musí molekula vytvořit stabilní translační komplex. Jaké komponenty cytoplazmy by měly být nutně přítomny ve fázi překladu?

1. Ribosomy.

2. Aminokyseliny.

3. tRNA.

Aminokyseliny - monomery proteinů

Pro syntézu proteinového řetězce je přítomnost strukturních složek peptidové molekuly - aminokyselin v cytoplazmě. Tyto látky s nízkou molekulovou hmotností mají ve svém složení aminoskupinu NH2 a kyselý zbytek COOH. Další složka molekuly - radikál - je charakteristickým znakem každé jednotlivé aminokyseliny. Jaká je tedy role cytoplazmy při biosyntéze bílkovin?

AK se vyskytuje v roztocích ve formě zwitterových iontů, které jsou stejnými molekulami, které se vzdávají nebo užívají vodíkových protonů. Tak se aminoskupina aminokyselin konvertuje na NH3 + a karbonylová skupina se převádí na COO-.

Celkově se v přírodě vyskytuje 200 AK, z nichž pouze 20 je bílý. Mezi nimi je izolována skupina esenciálních aminokyselin, která nejsou syntetizována v lidském těle a vstupují do buňky pouze s odebranou potravinou a neesenciálními aminokyselinami, které tvoří tělo nezávisle.

Všechny AK kódován kodonem, který odpovídá tří nukleotidů mRNA, přičemž jedna z jeho aminokyselin je možno často kódována několika takových sekvencí. Metioninový kodon v pro a eukaryotách je počáteční, protože začíná biosyntéza peptidového řetězce. Stop kodony zahrnují UAA, UGA a UAH nukleotidovou sekvenci.

Co jsou ribozomy?

Jak jsou za ribozomy zodpovědné biosyntéza bílkovin v buňce a jaká je role těchto struktur? Nejdříve se jedná o neembránové formace, které se skládají ze dvou podjednotek: velké a malé. Funkce těchto podjednotek je udržení molekuly mRNA mezi nimi.

V ribozómech existují místa, kde klesají mRNA kodony. Celkově mezi malými a velkými podjednotkami se mohou vejít dvě takové trojice.

Několik ribozomy mohou být sloučeny do jednoho velkého pojistky, čímž se zvyšuje rychlost syntézy peptidového řetězce, a výstup je možné získat několik kopií proteinu. To je úloha cytoplazmy při biosyntéze proteinů.

Typy RNA

Ribonukleové kyseliny hrají důležitou roli ve všech fázích transkripce. Existují tři velké skupiny RNA: transport, ribosomální a informace.

mRNA se podílí na přenosu informací o složení peptidového řetězce. tRNA jsou meziprodukty v přenosu aminokyselin do ribosomů, což je dosaženo tvorbou komplexu aminoacyl-tRNA. Přidání aminokyseliny nastává pouze tehdy, je-li antikodon komplementární k transportní RNA s kodonem na informační RNA.

rRNA se podílí na tvorbě ribozomů. Jejich sekvence jsou jedním z důvodů, proč je mRNA zachována mezi malými a velkými podjednotkami. Ribosomální RNA se tvoří v nukleolu.

Význam bílkovin

Biosyntéza proteinů a jeho význam pro obrovské buňky: většina enzymy mají peptidovou přírodní organismus, proteiny nastane přes transport látek přes buněčnou membránu.

Proteiny mají strukturní funkci, pokud jsou součástí svalů, nervů a jiných tkání. Signalizační rolí přenáší informace o procesech, ke kterým dochází, například když světlo dopadá na sítnici oka. Protektivní proteiny - imunoglobuliny - jsou základem lidského imunitního systému.