Синтеза на протеини и генетичен код

ДНК репликация. В бактерии, както и по-високи организми, носят Телем генетична информация е ДНК. Като се има предвид структурата на клетката, ние вече говорихме за това, че на бактериална ДНК е двойна спирала, затворени в един пръстен. Веднага възниква в плюсове: как наследствената информация се съхранява в клетките на растеж и razmno zhenii? Преди разделянето им настъпва удвояване еднакви или репликация гени. Този процес може да бъде задоволително obyas резба, изхождайки от ДНК структурата на модела, предложен от Watson и Crick и механизъм на ДНК удвояване на, сега известен. Двете вериги на двойната спирала на ДНК допълващи една към друга. Всяка верига на структурните елементи на ДНК-dezoksiribonukle ozidtrifosfatov-синтезира нова верига; където всеки от оси съображения сдвоен допълнителна базова него, така че всеки от двата нови вериги отново да бъде комплементарна на веригата майка. Двете нови двойни спирали се състоят от един основен и един ново-синтезираната нишка. Тази точна репликация на ДНК хектара тройници запазване на генетичната информация.

Транскрипция на ДНК. Друг възниква въпросът как да се запазят тези гени определя информация, специфична активност и други свойства на ензима и как тя се превръща в амино последователност на ензима протеин киселина? ДНК е носител на генетична информация, въпреки себе си не служи като матрица за синтез на полипептиди. Биосинтезата на протеини се случва на рибозоми, които не са в контакт директно с ДНК. Записаната информация солна ДНК синтеза на протеини места извършва матрица, или информация, рибонуклеинова киселина (РНК). Това е от единична верига и е много подобен на единична ДНК нишка с разликата, че тимин (Т) в ДНК се заменя със РНК урацил (U). иРНК син teziruetsya на една ДНК нишка, механизмът на този процес е подобен на механизма на ДНК репликация. иРНК образование започва от 5'-края ОН, и базова последователност верига комплементарна ДНК верига Tarn. Така синтеза на иРНК просто копира нуклеотидната последователност на ДНК. Този процес се нарича Tran skriptsiey и противопоставя му превод - превод на нуклеотидната последователност в аминокиселинната последователност:

Генетичният код. Всеки ген е представен от определена част на молекулата на ДНК. Специфичната информацията, съдържаща се в гена се определя в базовата последователност на веригата на ДНК. "Азбука", с което тази информация се записва ДНК. Той включва четири

"Letters" са аденин на основи (А), гуанин (G), тимин (Т) и цитозин (С). тимин на иРНК се заменя с урацил (U).

Специфичността на ензимни протеини, чийто синтез се контролира гени, аминокиселинната секвенция, определена в polipep tidnyh вериги. Това определя последователността и пространствената структура на протеин хлороводородна т.нар конформация (средно, дървета частици и четвъртична структура).

За да се превежда от езика на нуклеинови киселини в амино киселинната SLN INH език специфичен код. Всяка аминокиселина се определя от група от три съседни нуклеотиди - триплет, или седем. Определена последователност от нуклеинови киселини, триплети еднозначно определя последователност от аминокиселини в полипептидната верига; Така SEQ NJ представлява colinearity картографиране нуклеинова киселина. Триплетите са възможни 64 различни комбинации от нуклеотид (Табл. 15.1). Ако всеки от 20 аминокиселини Kodirova запозна само един триплет, нето на 44 възможни комбинации остава неизползвана. Но се оказа, че много от аминокиселините, кодирани от два или повече различни тризнаци. Някои тризнаци имат специално значение, това означава "начало" или "край" на полипептидната верига. Тройките се четат като 1, 2, 3; 1, 2, 3 и т.н. от началото на молекулата на иРНК.

Превод на иРНК: протеинов синтез. Аминокиселини, свързани в поли пептидна верига в ред, определен триплети на иРНК. Този процес включва иРНК, трансфер РНК (тРНК). рибозом, редица ензими, ATP и други фактори. Първо, амино киселина с помощта на ATR се активира, за да се образува аминоацил-AMP:

Аминокиселинен + АТР -> аминоацил-AMP + PP;

Чрез AMP аминоацил група се прехвърля на терминал нуклеотид на тРНК. Активиране и свързване на аминокиселина към съответните тРНК се извършва чрез специфичен ензим-амино-ацил-тРНК синтетаза, който разпознава .odnoy ръка, аминокиселина, а другият - съответната тРНК. Има 20 различни аминоацил-тРНК синтетаза, по един за всяка аминокиселина. Както вече бе споменато, някои аминокиселини съответства на не един, а няколко кодони (т.е. генетичния код се казва, че е "дегенеративен"); за всеки от тези аминокиселини, има няколко тРНК. Различните тРНК, предназначени за същата аминокиселина, също наречени isoacceptor тРНК. По този начин се съответната амино киселина синтетаза може да бъде прикрепен към MULTI Kim isoacceptor тРНК. В молекулата тРНК има област комплементарна на тРНК кодон (антикодон). Съединение от аминокиселини се появява на рибозоми (фиг. 15.1). Рибозомата се движи по иРНК. като се излиза от 5'-ОН края, и всеки път, когато се премества в друга триплетни аминокиселинни транспортни тРНК, определени в позиция и е прикрепен към неговата амино група Karbokam силни предходните аминокиселини (се образува пептидна връзка). Така че нарастващата полипептидна верига, тъй като се движи по протежение на рибозомата иРНК. Очевидно, едновременно завъртане на веригата и срутване в определен от последователност от аминокиселини и естеството на техните странични вериги (хидрофобна и употреба rofilnye група) топка, и като резултат, структура поради vayuschaya специфични свойства и функцията на протеина. К иРНК обикновено няколко рибозоми прикрепят, така че същата матрица се синтезира едновременно повече полипептидни вериги. Такъв комплекс една иРНК на рибозоми наречен полизоми. В края на иРНК е кодон, което зависи от разделянето sformi Rowan полипептидна верига от рибозомата (UAA, UGA или UAG). Така, нуклеотидната последователност на ДНК е на кодиран "ръководство", определяне (в сред stve-мРНК) на специфичен протеин структура. Понятието прехвърлянето на информация от ДНК чрез РНК на протеин се нарича "в центъра на gmoy" на молекулярната биология. По този начин за прехвърляне на образуване на всички организми, в които генетичен материал ДНК SLE INH. Това универсално прехвърляне процес по време на ДНК репликация информация транскрипция и транслация, представено в дадените по-горе схема солна червени стрелки. Тази схема се прилага за еукариоти, прокариоти и ДНК-вируси.

Сред РНК вируси, има някои, в който РНК се реплицира директно върху матрица РНК. Въпреки това, в някои онкогенни (туморогенни) РНК вируси случи първо синтез на ДНК, РНК контролирано, т.е. РНК служи като матрица за синтеза на ДНК MA. По този начин, информацията, съдържаща се в солна RNA вирусът се предава на ДНК чрез обратна транскрипция (с помощта на ензима обратна транскриптаза, виж схема по-горе.). Този ензим може да бъде изолиран от туморни клетки, индуцирани от РНК вируси. Той се използва в областта на генното инженерство. Ако, например, като информация CITEL но не изолирана ДНК фрагмент, и съответната иРНК, последната трябва да бъде "пренаписана" в ДНК, която е интегрирана в плазма направи. Използване на обратната транскриптаза е възможно да се получи желаната ДНК ин витро.

В прокариотни организми обратна транскрипция не може да бъде намерен.