Лекция 10 Белок биосинтезі.

Жоспары:

1. Трансляция аппараты.

2. Транспортгық РНҚ. тРНҚ-ның бірінші, екінші және үшінші реттік құрылымы.

3. Антикодон. Аминоацил тРНҚ-синтетаза құрылымы. Аминоацилдену механизмі. Аминоацилдену реакциясының арнайылығы.

4. Про- және эукариоттардағы рибосома құрылымы.

5. мРНҚ-ның прокариоттардағы трансляциясы, этаптары және оның механизмдері, реттелуі.

6. Бактериялардағы трансляция процесінің инициациясы және оның этаптары. Трансляция элонгациясы.

7. Элонгацияның белоктық факторлары. Трансляция процесінің терминациясы.

Клетка белок синтезі өте күрделі және көпсатылы процесс. Бұл процеске 20 түрлі амин қышқылдары АТФ,ГТФ магнит ионы алуан түрлі ферменттер Т-РНК-ң барлық түрлері М – РНК, рибосома инициация, элонгация және терминация фак/ры қатысады. Белок синтезі процессін шамамен 4 негізгі кезеңге бөлуге болады.

1. Амин қышқылының белсенді және аминациаль Т-РНК –ң түзілуі.

2. Белок синтезіне комплек/ң түзілуі.

3. Полипеп/к тіз/ң синтезі.

4. Белоктың кеңістік құрыл/ң түз/уі.

1.Амин қышқылының белсенуі үшін 20 түрлі амин қышқылы 20 түрлі аминоация Т-РНК синтетаза ферменттері.20 түрлі т-РНК АТФ және Магний ионы к/к.

Амин қышқылдары 2 сатыдан тұратын реакция нәтижесінде белсенеді.

Реакцияның 1-ші сатысына амин қышқылы және АТФ қатысады.

M H O

І кезеңде R C COO +АТР - R C C + РР

NH NH АМР

 

Аминоацил аденилат.

Реакцияның 2-ші сатысында аминоация Т-РНК түзіледі.

2) Аминоацияаденилат + тРНК син/за.

Аминоация тРНК-Ң + АМФ.

Аминоация т РНК құрылысы мынадай болады.

Белок синтезі/ң 2-ші кезеңінде рибосома және МРНК-н белок синтездеуші комплекс түзіледі. Бұл процеске МРНК рибосоманың 30 S,50S суббөліктері инициялаушы аминоация ТРНК және Рибосомалар қатысады. МРНК алдымен рибосоманың 30 S бөлігімен байланысады, сосын бұларға инициациялаушы аминоацил тРНК қосылады. Прокариоттарда инициациялаушы аминоацил тРНК-ға формилмитионин тРНК, ал эукариодтарда митионнин тРНК жатады. Сонымен пайда болған бастапқы комплементке рибасоманың 50S бөлігі байланысып белок синтездеуші комплекс түзіледі.

Белок биосинтезінің үшінші кезеңі ең маңызды процесс ол 3 сатыдан тұрады.

1. Инициация- полипептид тізбек синтезінің басталуы.

2. Полипептид тізбегінің ұзаруы.

3. Терминация полипептид тізбегінің аяқталуы.

Инициация процесі үшін белок синтездеуші комплекс инициация факторлары i F-1,i F-2, i F-3 ГТФ және магни йоны керек рибасоманың Р учаскесінде формил метионин тРНК орналасады.

Белок синтездеуші комплекс ары қарай элонгация процесін жүргізеді оған 20 түрлі аминоацил тРНК элонгагация факторлары ЕF-TЦ ЕҒ-ТЦ пептидил трансфираза ферменті ГТФ магни иондары қатысады. Элонгация процесі 3 кезеңне тұрады.

1. Аминоацил тРНК-ның рибасоманың А учаскесімен байланысуы.

2. Пептидік байланыстың түзілуі.

3. Рибасоманың жылжуы (транслакация)

Терминация процесі үшін терминациялаушы кодон, терминация факторлары RF-1,RF-2,RF-3 және АТФ керек. Терминациялаушы кадондарға УАФ; УАГ, УГА кадондары жатады. Одан соң полипептед тізбегі рибасоманы қалдырып кетеді ал рибасома 30S және 50S бөліктерге бөлініп жаңа тізбек синтездеуге дайын тұрады. Белок биосинтезінің төртінші кезеңінде белоктың конформациясы оның 2-3 –4-ші реттік құрылымдары қалыптасады. Формил митионин және митионин амин қышқылдары белоктың N ұшына аминопептитаза ферменті әсерінен қырқылып тасталады. Белок биосинтезінің реттелуі 2 деңгейде жүреді.

1. Транскрипция деңгейіндегі реттелу.

2. Трансляция деңгейіндегі реттелу.

 

Транскрипция деңгейіндегі реттелу гендердің белсенуі арқасында жүреді. ДНК өзі құлыптап тұрған белоктан босанады. Барлық гормондар транскрипция жылдамдығын арттырады. Трансляция деңгейіндегі реттілу инициация элонгация кезеңдерінде жүреді. Бұл реттелуде шектеуші фактор амин қышқылдары болып табылады.

БЕЛОК СИНТЕЗІНІҢ ГОРМОНДАРМЕН РЕТТЕЛУІ.

Әр түрлі жануарларда гормондар арқылы иРНҚсинтезінің реттелуі анықталған. Мысалы, қосқанаттылардадаму гормоны бөлініп алынды. Оны личинкаларға енгізсе олар қуыршақ кезеңіне жылдам көшеді. Сонымен қатар

олардың иРНҚ синтезделетін пуфтары (төмпешіктері)өзгерін, түзілуі жылдамдайды. Егер ортаға қалқанша бездің гормонын кіргізсе, метаморфоз жылдамдайды головастиктердің бақаларға, аксолотльдің амблистомаға айналуы тездейді, бұл метаморфоз процесіне әсер ететін

гендердің белсенділігін көрсетеді. Үйқы безінің гормоны қандағы глюкоза мөлшерін қалпына келтіреді. Глюкозаны пайдаланатын ферменттерді кодтайтын үш геннің белсенділігін инсулин қоздыратынын Вебер анықтады (гликолиз жөне гликоген синтезі). Сонымен қатар ол төрт генге репрессорлық әсер етеді, ол гендер глюконеогенезді (көмірсулы емес заттардан глюкозаның синтезделуі) кодтайтын ферменттерді анықтайтындар.

Соңғы жылдарда молекулалық биология әдістерімен гистондар және гистон емес хромосомалық белоктардың, гендердің реттелуіндегі маңызы зерттелуде. Зерттеулер нәтижесі гистондардың РНҚ синтезін тежейтінін көрсетті. Гистондарға жатпайтын хромосомалық белоктар гистондар тежейтін процесті жоқтатпайтынын көрсетті. Бірақ олардың реттеуші қызметі әлі толық анықталмаған.

Белок синтезінің механизмдеріне кейіннен цитоплазмаға түсетін қосымша ДНҚ молекуласының синтезделуі де жатады. Цитоплазмада ДНҚ молекуласында иРНҚ олардан клеткаға қажет белоктар синтезделеді. Жоғарғы организмдердегі гендер өрекетінің реттелуінің мал шаруашылығы мен меди-цина үшін үшін маңызы өте зор. ДНҚ құрылымы белоктың химиялық құрылысы мен қызметін анықтайды. Даму процесінде және организм өмірінде синтезделген белок мөлшерінің де маңызы зор, ал ол гендер белсенділігінің реттелуіне байланысты болады. Белок синтезін реттеуші факторларды білсе, онтогенезді басқаруда көп мүмкіншілік берер еді, мысалы өте жоғары өнімді және түрлі тұқым қуатын ауруларға төзімді малдарды шығару т.с.с.

Көп клеткалы организмдердің көпшілігінде, оның ішінде жоғары өсімдіктер, малда жөне адамда геннен белгіге дейінгі аралык өте күрделі өтеді жөне ол әлі зерттелмеген. Көптеген зерттеулерге қарағанда жоғары организмдердің жеке даму сипаттамасы көптеген гендердің өзара әсері, ядро мен цитоплазманың күрделі қарым-қатынасы мен әртүрлі клеткалық жүйелердің гендерінің белсенділігі арқылы жүреді.