Օրգանիզմում տեղի ունեցող գործընթացներն ուսումնասիրելու համար պետք է իմանալ, թե ինչ է կատարվում բջջային մակարդակում։ Որտեղ սպիտակուցները կարևոր դեր են խաղում: Անհրաժեշտ է ուսումնասիրել ոչ միայն դրանց գործառույթները, այլեւ ստեղծման գործընթացը։ Ուստի կարևոր է բացատրել սպիտակուցի կենսասինթեզը հակիրճ և հստակ: 9-րդ դասարանը դրա համար լավագույնն է: Այս փուլում է, որ ուսանողները բավականաչափ գիտելիքներ ունեն թեման հասկանալու համար:
Սպիտակուցներ - ինչ է դա և ինչի համար են դրանք
Այս մակրոմոլեկուլային միացությունները հսկայական դեր են խաղում ցանկացած օրգանիզմի կյանքում: Սպիտակուցները պոլիմերներ են, այսինքն՝ բաղկացած են բազմաթիվ նմանատիպ «կտորներից»։ Նրանց թիվը կարող է տատանվել մի քանի հարյուրից մինչև հազար։
Սպիտակուցները բջջում կատարում են բազմաթիվ գործառույթներ: Նրանց դերը մեծ է նաև կազմակերպման ավելի բարձր մակարդակներում. հյուսվածքներն ու օրգանները մեծապես կախված են տարբեր սպիտակուցների ճիշտ աշխատանքից։
Օրինակ, բոլոր հորմոնները սպիտակուցային ծագում ունեն: Բայց հենց այս նյութերն են վերահսկում օրգանիզմի բոլոր գործընթացները։
Հեմոգլոբինը նույնպես սպիտակուց է, այն բաղկացած է չորս շղթայից, որոնք գտնվում են կենտրոնում.կապված է երկաթի ատոմով: Այս կառուցվածքը թույլ է տալիս արյան կարմիր բջիջներին թթվածին տեղափոխել։
Հիշեցնենք, որ բոլոր թաղանթները պարունակում են սպիտակուցներ: Դրանք անհրաժեշտ են բջջային թաղանթով նյութերի տեղափոխման համար։
Սպիտակուցի մոլեկուլների շատ ավելի շատ գործառույթներ կան, որոնք նրանք կատարում են հստակ և անկասկած: Այս զարմանալի միացությունները շատ բազմազան են ոչ միայն բջջում իրենց դերով, այլև կառուցվածքով։
Որտեղ տեղի է ունենում սինթեզ
Ռիբոսոմը այն օրգանելն է, որում տեղի է ունենում գործընթացի հիմնական մասը, որը կոչվում է «սպիտակուցի կենսասինթեզ»: Տարբեր դպրոցներում 9-րդ դասարանը տարբերվում է կենսաբանության ուսուցման ուսումնական ծրագրով, սակայն շատ ուսուցիչներ օրգանելների մասին նյութ են տալիս նախօրոք՝ թարգմանությունը ուսումնասիրելուց առաջ:
Հետևաբար, ուսանողների համար հեշտ կլինի հիշել լուսաբանված նյութը և համախմբել այն: Դուք պետք է տեղյակ լինեք, որ միայն մեկ պոլիպեպտիդ շղթա կարող է ստեղծվել միաժամանակ մեկ օրգանելի վրա: Սա բավարար չէ բջջի բոլոր կարիքները բավարարելու համար։ Հետևաբար, կան շատ ռիբոսոմներ, և ամենից հաճախ դրանք զուգակցվում են էնդոպլազմիկ ցանցի հետ։
Նման EPS-ը կոչվում է կոպիտ: Նման «համագործակցության» առավելությունն ակնհայտ է. սինթեզից անմիջապես հետո սպիտակուցը մտնում է տրանսպորտային ալիք և կարող է առանց ուշացման ուղարկվել իր նպատակակետին։
Բայց եթե հաշվի առնենք հենց սկիզբը, այն է՝ ԴՆԹ-ից տեղեկատվության ընթերցումը, ապա կարելի է ասել, որ կենդանի բջջում սպիտակուցի կենսասինթեզը սկսվում է միջուկից։ Այստեղ է սինթեզվում սուրհանդակային ՌՆԹ-ն:որը պարունակում է գենետիկ կոդը։
Պահանջվող նյութեր՝ ամինաթթուներ, սինթեզի տեղամաս՝ ռիբոսոմ
Թվում է, թե դժվար է բացատրել, թե ինչպես է ընթանում սպիտակուցի կենսասինթեզը, հակիրճ և հստակ, գործընթացի դիագրամ և բազմաթիվ գծագրեր պարզապես անհրաժեշտ են: Նրանք կօգնեն փոխանցել ողջ տեղեկատվությունը, ինչպես նաև ուսանողները կկարողանան ավելի հեշտ հիշել այն:
Առաջին հերթին սինթեզի համար անհրաժեշտ է «շինանյութ»՝ ամինաթթուներ։ Նրանցից ոմանք արտադրվում են մարմնի կողմից: Մյուսները կարելի է ձեռք բերել միայն սննդից, դրանք կոչվում են անփոխարինելի։
Ամինինաթթուների ընդհանուր թիվը քսան է, սակայն բազմաթիվ տարբերակների շնորհիվ, որոնցում դրանք կարելի է դասավորել երկար շղթայում, սպիտակուցի մոլեկուլները շատ բազմազան են: Այս թթուները կառուցվածքով նման են, բայց տարբերվում են ռադիկալներով։
Յուրաքանչյուր ամինաթթվի այս մասերի հատկություններն են, որոնք որոշում են, թե ստացված շղթան որ կառուցվածքով «կծալվի», արդյոք այն կձևավորի չորրորդական կառուցվածք այլ շղթաների հետ և ինչ հատկություններ կունենա ստացված մակրոմոլեկուլը:
Սպիտակուցների կենսասինթեզի գործընթացը չի կարող ուղղակի ցիտոպլազմում ընթանալ, այն ռիբոսոմի կարիք ունի: Այս օրգանելլը բաղկացած է երկու ենթամիավորներից՝ մեծ և փոքր։ Հանգստի ժամանակ դրանք բաժանվում են, բայց հենց սինթեզն է սկսվում, անմիջապես միանում են և սկսում աշխատել։
Այնքան տարբեր և կարևոր ռիբոնուկլեինաթթուներ
Ամինաթթուն ռիբոսոմ բերելու համար անհրաժեշտ է հատուկ ՌՆԹ, որը կոչվում է տրանսպորտ: Համարնրա հապավումները նշանակում են tRNA: Երեքնուկի այս միաշղթա մոլեկուլն ի վիճակի է կցել մեկ ամինաթթու իր ազատ ծայրին և այն տեղափոխել սպիտակուցի սինթեզի վայր:
Մեկ այլ ՌՆԹ, որը մասնակցում է սպիտակուցի սինթեզին, կոչվում է մատրիցա (տեղեկատվություն): Այն կրում է սինթեզի ոչ պակաս կարևոր բաղադրիչ՝ կոդ, որը հստակ նշում է, թե երբ ամինաթթուն կապել ստացված սպիտակուցի շղթային:
Այս մոլեկուլն ունի միաշղթա կառուցվածք, բաղկացած է նուկլեոտիդներից, ինչպես ԴՆԹ-ն: Այս նուկլեինաթթուների առաջնային կառուցվածքում կան որոշ տարբերություններ, որոնց մասին կարող եք կարդալ ՌՆԹ-ի և ԴՆԹ-ի համեմատական հոդվածում։
Սպիտակուցի mRNA-ի բաղադրության մասին տեղեկատվությունը ստանում է գենետիկ կոդի գլխավոր պահապանից՝ ԴՆԹ-ից: Դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվի ընթերցման և mRNA-ի սինթեզման գործընթացը կոչվում է տրանսկրիպցիա։
Այն առաջանում է միջուկում, որտեղից ստացված mRNA-ն ուղարկվում է ռիբոսոմ: ԴՆԹ-ն ինքնին չի հեռանում միջուկից, նրա խնդիրն է միայն պահպանել գենետիկ կոդը և այն փոխանցել դուստր բջիջին բաժանման ժամանակ։
Հեռարձակման հիմնական մասնակիցների ամփոփ աղյուսակ
Սպիտակուցների կենսասինթեզը հակիրճ և հստակ նկարագրելու համար պարզապես անհրաժեշտ է աղյուսակ: Դրանում մենք կգրենք բոլոր բաղադրիչները և դրանց դերը այս գործընթացում, որը կոչվում է թարգմանություն։
| Ինչ է անհրաժեշտ սինթեզի համար | Ի՞նչ դեր ունի |
| Ամինաթթուներ | Ծառայել որպես սպիտակուցային շղթայի շինանյութ |
| Ռիբոսոմ | Առեհեռարձակման վայրը |
| tRNA | Ամինաթթուները տեղափոխում է ռիբոսոմներ |
| mRNA | Տեղեկություն է հաղորդում սպիտակուցի մեջ ամինաթթուների հաջորդականության մասին սինթեզի վայր |
Սպիտակուցային շղթայի ստեղծման նույն գործընթացը բաժանված է երեք փուլի. Դիտարկենք դրանցից յուրաքանչյուրին ավելի մանրամասն: Դրանից հետո դուք կարող եք հեշտությամբ բացատրել սպիտակուցի կենսասինթեզը բոլոր նրանց, ովքեր ցանկանում են դա կարճ և հստակ:
Սկսում - գործընթացի սկիզբ
Սա թարգմանության սկզբնական փուլն է, երբ ռիբոսոմի փոքր ենթամիավորը միաձուլվում է հենց առաջին tRNA-ի հետ: Այս ռիբոնուկլեինաթթուն կրում է մեթիոնին ամինաթթու: Թարգմանությունը միշտ սկսվում է այս ամինաթթվով, քանի որ սկզբնական կոդոնը AUG-ն է, որը կոդավորում է սպիտակուցային շղթայի այս առաջին մոնոմերը:
Որպեսզի ռիբոսոմը ճանաչի մեկնարկային կոդոնը և չսկսի սինթեզը գենի կեսից, որտեղ կարող է լինել նաև AUG հաջորդականությունը, սկզբնական կոդոնի շուրջ տեղակայված է հատուկ նուկլեոտիդային հաջորդականություն։ Հենց դրանցից է, որ ռիբոսոմը ճանաչում է այն տեղը, որտեղ պետք է նստի իր փոքր ենթաբաժինը:
ՄՌՆԹ-ով բարդույթի առաջացումից հետո ավարտվում է մեկնարկային փուլը։ Եվ սկսվում է հեռարձակման հիմնական փուլը։
Երկարացումը սինթեզի միջինն է
Այս փուլում նկատվում է սպիտակուցային շղթայի աստիճանական աճ։ Երկարացման տեւողությունը կախված է սպիտակուցի ամինաթթուների քանակից։
Առաջին հերթին փոքրռիբոսոմի ավելի մեծ ենթամիավորը կցված է: Եվ սկզբնական t-RNA-ն ամբողջությամբ գտնվում է դրանում: Դրսում մնացել է միայն մեթիոնինը։ Հաջորդը, երկրորդ t-RNA-ն, որը կրում է մեկ այլ ամինաթթու, մտնում է մեծ ենթամիավոր:
Եթե mRNA-ի երկրորդ կոդոնը համընկնում է երեքնուկի վերևի հակակոդոնին, ապա երկրորդ ամինաթթուն կցվում է առաջինին պեպտիդային կապի միջոցով:
Դրանից հետո ռիբոսոմը մ-ՌՆԹ-ի երկայնքով շարժվում է ուղիղ երեք նուկլեոտիդով (մեկ կոդոն), առաջին t-RNA-ն անջատում է մեթիոնինը իրենից և առանձնանում բարդույթից։ Նրա տեղում երկրորդ t-RNA-ն է, որի վերջում արդեն երկու ամինաթթու կա։
Այնուհետև երրորդ t-RNA-ն մտնում է մեծ ենթամիավոր և գործընթացը կրկնվում է: Այն կշարունակվի այնքան ժամանակ, մինչև ռիբոսոմը հարվածի mRNA-ի կոդոնին, որն ազդարարում է թարգմանության ավարտը:
դադարեցում
Սա վերջին քայլն է, ոմանց դա կարող է բավականին դաժան թվալ: Բոլոր մոլեկուլները և օրգանելները, որոնք այնքան լավ են աշխատել միասին՝ ստեղծելով պոլիպեպտիդային շղթա, կանգ են առնում հենց որ ռիբոսոմը հարվածում է տերմինալ կոդոնին։
Այն չի կոդավորում որևէ ամինաթթվի համար, ուստի այն, ինչ tRNA-ն մտնի մեծ ենթամիավոր, կմերժվի անհամապատասխանության պատճառով: Սա այն վայրն է, որտեղ գործում են ավարտման գործոնները, որոնք առանձնացնում են պատրաստի սպիտակուցը ռիբոսոմից:
Օրգանիլն ինքնին կարող է կամ բաժանվել երկու ենթամիավորների, կամ շարունակել իջնել mRNA-ում՝ նոր սկզբնական կոդոն փնտրելու համար: Մեկ mRNA-ն կարող է ունենալ միանգամից մի քանի ռիբոսոմ: Նրանցից յուրաքանչյուրն իր փուլում է։թարգմանություններ Նորաստեղծ սպիտակուցն ապահովված է մարկերներով, որոնց օգնությամբ բոլորին պարզ կլինի նրա նպատակակետը։ Եվ EPS-ով այն կուղարկվի այնտեղ, որտեղ անհրաժեշտ է:
Սպիտակուցների կենսասինթեզի դերը հասկանալու համար անհրաժեշտ է ուսումնասիրել, թե ինչ գործառույթներ կարող է այն կատարել։ Դա կախված է շղթայում ամինաթթուների հաջորդականությունից: Հենց նրանց հատկություններն են որոշում սպիտակուցի երկրորդական, երրորդային և երբեմն չորրորդական (եթե այն գոյություն ունի) կառուցվածքը և դրա դերը բջջում: Սպիտակուցի մոլեկուլների գործառույթների մասին ավելին կարող եք կարդալ այս թեմայի վերաբերյալ հոդվածում:
Ինչպես ավելին իմանալ հոսքի մասին
Այս հոդվածը նկարագրում է սպիտակուցի կենսասինթեզը կենդանի բջջում: Իհարկե, եթե առարկան ավելի խորն ուսումնասիրես, շատ էջեր կպահանջվեն՝ գործընթացը բոլոր մանրամասներով բացատրելու համար։ Բայց վերը նշված նյութը պետք է բավարար լինի ընդհանուր գաղափարի համար:Հասկանալու համար շատ օգտակար կարող են լինել տեսանյութերը, որոնցում գիտնականները նմանակել են թարգմանության բոլոր փուլերը: Դրանցից մի քանիսը թարգմանվել են ռուսերեն և կարող են ծառայել որպես հիանալի ուղեցույց ուսանողների համար կամ պարզապես ուսումնական տեսանյութ։
Թեման ավելի լավ հասկանալու համար դուք պետք է կարդաք հարակից թեմաներով այլ հոդվածներ: Օրինակ՝ նուկլեինաթթուների կամ սպիտակուցների ֆունկցիաների մասին։
