Za preučevanje procesov, ki se dogajajo v telesu, morate vedeti, kaj se dogaja na celični ravni. Kjer imajo beljakovine pomembno vlogo. Preučiti je treba ne le njihove funkcije, temveč tudi proces ustvarjanja. Zato je pomembno jedrnato in jasno razložiti biosintezo beljakovin. Za to je najbolj primeren 9. razred. Na tej stopnji imajo študentje dovolj znanja, da razumejo temo.
Beljakovine - kaj je to in za kaj so
Te makromolekularne spojine igrajo veliko vlogo v življenju vsakega organizma. Beljakovine so polimeri, torej so sestavljeni iz številnih podobnih "kosov". Njihovo število se lahko giblje od nekaj sto do tisoč.
Beljakovine opravljajo številne funkcije v celici. Njihova vloga je velika tudi na višjih ravneh organizacije: tkiva in organi so v veliki meri odvisni od pravilnega delovanja različnih beljakovin.
Na primer, vsi hormoni so beljakovinskega izvora. Toda prav te snovi nadzorujejo vse procese v telesu.
Hemoglobin je tudi beljakovina, sestavljen je iz štirih verig, ki so v središčupovezana z atomom železa. Ta struktura omogoča rdečim krvnim celicam, da prenašajo kisik.
Ne pozabite, da vse membrane vsebujejo beljakovine. Potrebni so za transport snovi skozi celično membrano.
Proteinske molekule imajo veliko več funkcij, ki jih opravljajo jasno in brez dvoma. Te neverjetne spojine so zelo raznolike ne le po svoji vlogi v celici, ampak tudi po strukturi.
Kje poteka sinteza
Ribosom je organela, v kateri poteka glavni del procesa, imenovanega "biosinteza beljakovin". 9. razred v različnih šolah se razlikuje po učnem načrtu študija biologije, vendar mnogi učitelji dajejo gradivo o organelah vnaprej, preden se učijo prevajanja.
Zato si bodo učenci zlahka zapomnili obravnavano snov in jo utrdili. Zavedati se morate, da lahko na eni organeli naenkrat ustvarite samo eno polipeptidno verigo. To ni dovolj za zadovoljitev vseh potreb celice. Zato je ribosomov veliko, najpogosteje pa so v kombinaciji z endoplazmatskim retikulumom.
Takšen EPS se imenuje grob. Prednost takšnega "sodelovanja" je očitna: takoj po sintezi beljakovina vstopi v transportni kanal in se lahko brez odlašanja pošlje na cilj.
A če upoštevamo sam začetek, in sicer branje informacij iz DNK, potem lahko rečemo, da se biosinteza beljakovin v živi celici začne v jedru. Tu se sintetizira sporočilna RNA.ki vsebuje genetsko kodo.
Potrebni materiali - aminokisline, mesto sinteze - ribosom
Zdi se, da je težko razložiti, kako poteka biosinteza beljakovin, na kratko in jasno, diagram procesa in številne risbe so preprosto potrebne. Pomagali bodo posredovati vse informacije, študenti pa si jih bodo lažje zapomnili.
Najprej sinteza zahteva "gradbeni material" - aminokisline. Nekatere od njih proizvaja telo. Druge je mogoče dobiti samo s hrano, imenujemo jih nepogrešljivi.
Skupnega števila aminokislin je dvajset, a zaradi ogromnega števila možnosti, v katerih jih je mogoče razporediti v dolgo verigo, so beljakovinske molekule zelo raznolike. Te kisline so podobne strukture, vendar se razlikujejo po radikalih.
Lastnosti teh delov vsake aminokisline določajo, katero strukturo bo nastala veriga "zložila", ali bo tvorila kvarterno strukturo z drugimi verigami in kakšne lastnosti bo imela nastala makromolekula.
Proces biosinteze beljakovin ne more potekati preprosto v citoplazmi, potrebuje ribosom. Ta organela je sestavljena iz dveh podenot - velike in majhne. V mirovanju sta ločena, a takoj, ko se začne sinteza, se takoj povežeta in začneta delovati.
Tako različne in pomembne ribonukleinske kisline
Da bi prinesli aminokislino v ribosom, potrebujete posebno RNA, imenovano transport. Zanjegove okrajšave pomenijo tRNA. Ta enoverižna molekula listov deteljice lahko pritrdi eno aminokislino na svoj prosti konec in jo odpelje do mesta sinteze beljakovin.
Druga RNA, ki sodeluje pri sintezi beljakovin, se imenuje matriks (informacija). Vsebuje enako pomembno komponento sinteze – kodo, ki jasno pove, kdaj katero aminokislino povezati z nastalo beljakovinsko verigo.
Ta molekula ima enoverižno strukturo, sestavljena je iz nukleotidov, tako kot DNK. Obstaja nekaj razlik v primarni strukturi teh nukleinskih kislin, o katerih si lahko preberete v primerjalnem članku o RNA in DNK.
Informacije o sestavi proteina mRNA prejme od glavnega skrbnika genetske kode - DNK. Proces branja deoksiribonukleinske kisline in sinteze mRNA se imenuje transkripcija.
Pojavi se v jedru, od koder se nastala mRNA pošlje v ribosom. Sama DNK ne zapusti jedra, njena naloga je le ohraniti genetsko kodo in jo med delitvijo prenesti v hčerinsko celico.
Zbirna tabela glavnih udeležencev oddaje
Da bi jedrnato in jasno opisali biosintezo beljakovin, je tabela preprosto potrebna. Vanj bomo zapisali vse sestavine in njihovo vlogo v tem procesu, ki se imenuje prevajanje.
| Kaj je potrebno za sintezo | Kakšna je vloga |
| aminokisline | Služi kot gradnik za beljakovinsko verigo |
| ribosome | Solokacija oddaje |
| tRNA | Prenaša aminokisline v ribosome |
| mRNA | Posreduje informacije o zaporedju aminokislin v beljakovini na mesto sinteze |
Povsem isti proces ustvarjanja beljakovinske verige je razdeljen na tri stopnje. Oglejmo si vsakega od njih podrobneje. Po tem lahko na kratko in jasno razložite biosintezo beljakovin vsem, ki si jo želijo.
Začetek - začetek procesa
To je začetna faza prevajanja, v kateri se majhna podenota ribosoma zlije s prvo tRNA. Ta ribonukleinska kislina nosi aminokislino metionin. Prevajanje se vedno začne s to aminokislino, saj je začetni kodon AUG, ki kodira ta prvi monomer v beljakovinski verigi.
Da ribosom prepozna začetni kodon in ne začne sinteze iz sredine gena, kjer je lahko tudi zaporedje AUG, se okoli začetnega kodona nahaja posebno zaporedje nukleotidov. Po njih ribosom prepozna mesto, kjer naj sedi njegova majhna podenota.
Po tvorbi kompleksa z mRNA se začetna faza konča. In glavna faza oddaje se začne.
Razteg je sredina sinteze
Na tej stopnji pride do postopnega povečevanja beljakovinske verige. Trajanje raztezka je odvisno od števila aminokislin v beljakovini.
Najprej do majhnegapritrjena je večja podenota ribosoma. In začetna t-RNA je v celoti v njej. Zunaj ostane le metionin. Nato druga t-RNA, ki nosi drugo aminokislino, vstopi v veliko podenoto.
Če se drugi kodon na mRNA ujema z antikodonom na vrhu lista deteljice, je druga aminokislina povezana s prvo preko peptidne vezi.
Po tem se ribosom premika vzdolž m-RNA natanko tri nukleotide (en kodon), prva t-RNA loči metionin od sebe in se loči od kompleksa. Na njenem mestu je druga t-RNA, na koncu katere sta že dve aminokislini.
Nato tretja t-RNA vstopi v veliko podenoto in proces se ponovi. Nadaljevalo se bo, dokler ribosom ne zadene kodona v mRNA, ki signalizira konec prevoda.
prekinitev
To je zadnji korak, nekaterim se bo morda zdel precej krut. Vse molekule in organele, ki so tako dobro delovale skupaj, da so ustvarile polipeptidno verigo, se ustavijo, takoj ko ribosom zadene terminalni kodon.
Ne kodira nobene aminokisline, tako da bo vsa tRNA, ki gre v veliko podenoto, zavrnjena zaradi neujemanja. Tu pridejo v poštev terminacijski faktorji, ki ločijo končni protein od ribosoma.
Sama organela se lahko razdeli na dve podenoti ali nadaljuje po mRNA v iskanju novega začetnega kodona. Ena mRNA ima lahko več ribosomov hkrati. Vsak od njih je na svoji stopnji.prevodov Novoustvarjeni protein je opremljen z markerji, s pomočjo katerih bo njegov cilj vsem jasen. In z EPS bo poslano tja, kamor je potrebno.
Da bi razumeli vlogo biosinteze beljakovin, je treba preučiti, katere funkcije lahko opravlja. Odvisno je od zaporedja aminokislin v verigi. Njihove lastnosti določajo sekundarno, terciarno in včasih kvartarno (če obstaja) strukturo beljakovin in njeno vlogo v celici. Več o funkcijah beljakovinskih molekul si lahko preberete v članku na to temo.
Kako izvedeti več o pretakanju
Ta članek opisuje biosintezo beljakovin v živi celici. Seveda, če boste to temo preučili globlje, bo trajalo veliko strani, da razložite postopek v vseh podrobnostih. Toda zgornje gradivo bi moralo zadostovati za splošno predstavo. Video materiali, v katerih so znanstveniki simulirali vse stopnje prevajanja, so lahko zelo koristni za razumevanje. Nekatere od njih so prevedene v ruščino in lahko služijo kot odličen vodič za študente ali le kot izobraževalni video.
Da bi bolje razumeli temo, bi morali prebrati druge članke o sorodnih temah. Na primer o nukleinskih kislinah ali o funkcijah beljakovin.
