የፕሮቲን ውህደት በጣም ጠቃሚ ሂደት ነው። ሰውነታችን እንዲያድግ እና እንዲያድግ የሚረዳው እሱ ነው። ብዙ የሕዋስ አወቃቀሮችን ያካትታል. ደግሞም በመጀመሪያ በትክክል ምን እንደምንዋሃድ መረዳት አለቦት።
በአሁኑ ጊዜ ምን አይነት ፕሮቲን መገንባት አለበት - ኢንዛይሞች ለዚህ ተጠያቂ ናቸው። የአንድ የተወሰነ ፕሮቲን አስፈላጊነት ከሴሉ ምልክቶች ይቀበላሉ፣ ከዚያ በኋላ ውህደት ይጀምራል።
የፕሮቲን ውህደት የሚካሄድበት
በማንኛውም ሕዋስ ውስጥ የፕሮቲን ባዮሲንተሲስ ዋና ቦታ ራይቦዞም ነው። ውስብስብ ያልተመጣጠነ መዋቅር ያለው ትልቅ ማክሮ ሞለኪውል ነው. አር ኤን ኤ (ሪቦኑክሊክ አሲድ) እና ፕሮቲኖችን ያካትታል። Ribosomes ብቻቸውን ሊገኙ ይችላሉ. ግን ብዙ ጊዜ ከ EPS ጋር ይጣመራሉ፣ ይህም ተከታይ ፕሮቲኖችን መደርደር እና ማጓጓዝን ያመቻቻል።
ራይቦዞምስ በ endoplasmic reticulum ላይ ከተቀመጡ፣ rough ER ይባላል። ትርጉሙ በጣም በሚበረታበት ጊዜ፣ ብዙ ራይቦዞም በአንድ አብነት በአንድ ጊዜ መንቀሳቀስ ይችላሉ። እርስ በርሳቸው ይከተላሉ እና በሌሎች የአካል ክፍሎች ላይ ምንም ጣልቃ አይገቡም።
ለመዋሃድ የሚያስፈልገውቄሮ
የሂደቱ ሂደት እንዲቀጥል ሁሉም የፕሮቲን ውህደቱ ዋና ዋና ክፍሎች እንዲቀመጡ ያስፈልጋል፡
- በሰንሰለቱ ውስጥ ያሉትን የአሚኖ አሲድ ቅሪቶች ቅደም ተከተል የሚያዘጋጅ ፕሮግራም ማለትም mRNA፣ይህንን መረጃ ከዲኤንኤ ወደ ራይቦዞም ያስተላልፋል።
- አዲስ ሞለኪውል የሚገነባበት አሚኖ አሲድ ቁሳቁስ።
- tRNA የዘረመል ኮድን ለመፍታት ይሳተፋል።
- Aminoacyl-tRNA synthetase።
- Ribosome የፕሮቲን ባዮሲንተሲስ ዋና ቦታ ነው።
- ኢነርጂ።
- ማግኒዥየም ions።
- የፕሮቲን ምክንያቶች (እያንዳንዱ ደረጃ የራሱ አለው)።
እያንዳንዱን አሚኖ አሲድ ወደ ራይቦዞም የሚያደርሰው
አሁን እያንዳንዳቸውን በዝርዝር እንመልከታቸው እና ፕሮቲኖች እንዴት እንደሚፈጠሩ እንወቅ። የባዮሲንተሲስ ዘዴ በጣም አስደሳች ነው ሁሉም አካላት ባልተለመደ ሁኔታ በተቀናጀ መንገድ ይሰራሉ።
የሲንቴሲስ ፕሮግራም፣ ማትሪክስ ፍለጋ
ሰውነታችን ስለየትኞቹ ፕሮቲኖች ሊገነባ እንደሚችል ሁሉም መረጃ በDNA ውስጥ ይገኛል። ዲኦክሲራይቦኑክሊክ አሲድ የዘረመል መረጃን ለማከማቸት ይጠቅማል። በክሮሞሶምች ውስጥ ደህንነቱ በተጠበቀ ሁኔታ የታሸገ እና በኒውክሊየስ ውስጥ ባለው ሴል ውስጥ ይገኛል (ስለ eukaryotes እየተነጋገርን ከሆነ) ወይም በሳይቶፕላዝም ውስጥ (በፕሮካርዮተስ ውስጥ) ይንሳፈፋል።
ከዲኤንኤ ጥናትና ምርምር በኋላ የዘረመል ሚናውን ካወቀ በኋላ ለትርጉም ቀጥተኛ አብነት እንዳልሆነ ግልጽ ሆነ። ምልከታዎች አር ኤን ኤ ከፕሮቲን ውህደት ጋር የተቆራኘ መሆኑን አስተያየት ሰጥተዋል። ሳይንቲስቶች አማላጅ መሆን እንዳለበት ወሰኑ፣ መረጃን ከዲኤንኤ ወደ ራይቦዞም በማስተላለፍ እንደ ማትሪክስ ያገለግላል።
በተመሳሳይ ጊዜ ነበሩ።ራይቦዞም ክፍት ናቸው፣ አር ኤን ኤ አብዛኛውን ሴሉላር ራይቦኑክሊክ አሲድ ይይዛል። ለፕሮቲን ውህደት ማትሪክስ መሆኑን ለማረጋገጥ A. N. Belozersky እና A. S. Spirin በ1956-1957። ብዛት ባላቸው ረቂቅ ህዋሳት ውስጥ የኑክሊክ አሲዶች ስብጥር ላይ ንፅፅር ትንተና አድርጓል።
የ"DNA-rRNA-ፕሮቲን" እቅድ ሃሳብ ትክክል ከሆነ የአጠቃላይ አር ኤን ኤ ስብጥር ልክ እንደ ዲ ኤን ኤ ሊቀየር እንደሚችል ተገምቷል። ነገር ግን በተለያዩ ዝርያዎች ውስጥ በዲኦክሲራይቦኑክሊክ አሲድ ውስጥ ከፍተኛ ልዩነት ቢኖረውም, የጠቅላላው የሪቦኑክሊክ አሲድ ስብስብ በሁሉም ባክቴሪያዎች ውስጥ ተመሳሳይ ነው. ከዚህ በመነሳት የሳይንስ ሊቃውንት ዋናው ሴሉላር አር ኤን ኤ (ይህም ራይቦሶማል) በዘረመል መረጃ ተሸካሚ እና በፕሮቲን መካከል ያለ ቀጥተኛ መካከለኛ አይደለም ይላሉ።
የኤምአርኤን ግኝት
በኋላ ላይ አንድ ትንሽ ክፍልፋይ አር ኤን ኤ የዲኤንኤ ስብጥርን እንደሚደግም እና እንደ መካከለኛ ሆኖ እንደሚያገለግል ታወቀ። እ.ኤ.አ. በ 1956 ኢ. ቮልኪን እና ኤፍ. አስትራቻን በቲ 2 ባክቴሪያ ውስጥ በተያዙ ባክቴሪያዎች ውስጥ የአር ኤን ኤ ውህደት ሂደትን አጥንተዋል ። ወደ ሴል ውስጥ ከገባ በኋላ ወደ ፋጌ ፕሮቲኖች ውህደት ይቀየራል. በተመሳሳይ ጊዜ የአር ኤን ኤ ዋናው ክፍል አልተለወጠም. ነገር ግን በሴል ውስጥ፣ የትንሽ ክፍልፋይ የሜታቦሊዝም ያልተረጋጋ አር ኤን ኤ ውህደት ተጀመረ፣ የኑክሊዮታይድ ቅደም ተከተል ከፋጌ ዲ ኤን ኤ ስብጥር ጋር ተመሳሳይ ነው።
በ1961፣ ይህ ትንሽ ክፍልፋይ የሪቦኑክሊክ አሲድ ከጠቅላላው አር ኤን ኤ ተለይቷል። የሽምግልና ተግባሩን የሚያረጋግጡ ሙከራዎች ከሙከራዎች ተገኝተዋል. በቲ 4 ፋጅ ሴሎች ከተያዙ በኋላ አዲስ ኤምአርኤን ተፈጠረ። ከቀድሞዎቹ ጌቶች ጋር ተገናኘች።ራይቦዞምስ (ከበሽታው በኋላ ምንም አዲስ ራይቦዞም አልተገኙም), እሱም የፋጌ ፕሮቲኖችን ማዋሃድ ጀመረ. ይህ "ዲ ኤን ኤ የመሰለ አር ኤን ኤ" ከአንዱ የፋጌው የዲ ኤን ኤ ክሮች ጋር ማሟያ ሆኖ ተገኝቷል።
በ1961 ኤፍ. ያኮብ እና ጄ ሞኖድ ይህ አር ኤን ኤ መረጃን ከጂኖች ወደ ራይቦዞም እንደሚወስድ እና በፕሮቲን ውህደት ወቅት የአሚኖ አሲድ ቅደም ተከተል ማትሪክስ እንደሆነ ጠቁመዋል።
መረጃን ወደ ፕሮቲን ውህደት ቦታ ማስተላለፍ የሚከናወነው በኤምአርኤን ነው። ከዲኤንኤ መረጃን የማንበብ እና መልእክተኛ አር ኤን ኤ የመፍጠር ሂደት ግልባጭ ይባላል። ከእሱ በኋላ, አር ኤን ኤ ተከታታይ ተጨማሪ ለውጦችን ያደርጋል, ይህ "ማቀነባበር" ይባላል. በሂደቱ ውስጥ የተወሰኑ ክፍሎች ከማትሪክስ ሪቦኑክሊክ አሲድ ሊቆረጡ ይችላሉ. ከዚያ mRNA ወደ ራይቦዞምስ ይሄዳል።
የግንባታ ቁሳቁስ ለፕሮቲኖች፡ አሚኖ አሲዶች
በአጠቃላይ 20 አሚኖ አሲዶች አሉ፣አንዳንዶቹ በጣም አስፈላጊ ናቸው፣ማለትም፣ሰውነት ሊዋሃዳቸው አይችልም። በሴሉ ውስጥ ያለው አንዳንድ አሲድ በቂ ካልሆነ ይህ ወደ የትርጉም ፍጥነት መቀነስ ወይም የሂደቱን ሙሉ በሙሉ ማቆም ሊያስከትል ይችላል. የፕሮቲን ባዮሲንተሲስ በትክክል እንዲቀጥል የእያንዳንዱ አሚኖ አሲድ በበቂ መጠን መኖሩ ዋናው መስፈርት ነው።
ሳይንቲስቶች በ19ኛው ክፍለ ዘመን ስለ አሚኖ አሲዶች አጠቃላይ መረጃ አግኝተዋል። ከዚያም በ1820 የመጀመሪያዎቹ ሁለት አሚኖ አሲዶች ግሊሲን እና ሉሲን ተገለሉ።
የእነዚህ ሞኖመሮች በፕሮቲን ውስጥ ያሉት ቅደም ተከተል (የመጀመሪያው መዋቅር ተብሎ የሚጠራው) ቀጣዩን የአደረጃጀት ደረጃዎች ሙሉ በሙሉ የሚወስን ሲሆን በዚህም ምክንያት የአካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያቱን ይወስናል።
የአሚኖ አሲዶች ማጓጓዝ፡ tRNA እና aa-tRNA synthetase
ነገር ግን አሚኖ አሲዶች ራሳቸውን ወደ ፕሮቲን ሰንሰለት መገንባት አይችሉም። ወደ ዋናው የፕሮቲን ባዮሲንተሲስ ቦታ ለመድረስ አር ኤን ኤ ማስተላለፍ ያስፈልጋል።
እያንዳንዱ aa-tRNA synthetase የሚያውቀው የራሱን አሚኖ አሲድ ብቻ እና ከእሱ ጋር መያያዝ ያለበትን tRNA ብቻ ነው። ይህ የኢንዛይም ቤተሰብ 20 ዓይነት synthetases ያካትታል. አሚኖ አሲዶች ከቲአርኤንኤ ጋር ተጣብቀዋል ማለት ብቻ ይቀራል ፣ በትክክል ፣ ከሃይድሮክሳይል ተቀባይ “ጅራት” ጋር። እያንዳንዱ አሲድ የራሱ ማስተላለፊያ አር ኤን ኤ ሊኖረው ይገባል. ይህ በ aminoacyl-tRNA synthetase ቁጥጥር ይደረግበታል. አሚኖ አሲዶችን ከትክክለኛው መጓጓዣ ጋር ብቻ ሳይሆን የኤስተር ትስስር ምላሽንም ይቆጣጠራል።
ከተሳካ የአባሪነት ምላሽ በኋላ፣ tRNA ወደ ፕሮቲን ውህደት ቦታ ይሄዳል። ይህ የዝግጅት ሂደቶችን ያበቃል እና ስርጭቱ ይጀምራል. በፕሮቲን ባዮሲንተሲስ :
ዋና ደረጃዎችን አስቡባቸው።
- ጅማሬ፤
- ማራዘሚያ፤
- ማቋረጫ።
የተዋሃደ ደረጃዎች፡ ማስጀመር
የፕሮቲን ባዮሲንተሲስ እና ደንቦቹ እንዴት ይከናወናሉ? ሳይንቲስቶች ለረጅም ጊዜ ይህንን ለማወቅ ሲሞክሩ ቆይተዋል. ብዙ መላምቶች ቀርበዋል፣ ነገር ግን መሳሪያዎቹ ይበልጥ ዘመናዊ ሲሆኑ፣ የስርጭት መርሆችን በተሻለ ሁኔታ መረዳት ጀመርን።
የፕሮቲን ባዮሲንተሲስ ዋና ቦታ የሆነው ራይቦዞም ኤምአርኤን ማንበብ የሚጀምረው የ polypeptide ሰንሰለትን ኢንኮድ ማድረግ ከጀመረበት ጊዜ ጀምሮ ነው። ይህ ነጥብ በተወሰነው ላይ ይገኛልከመልእክተኛ አር ኤን ኤ ጅምር ይርቃል። ራይቦዞም ንባብ የሚጀመርበትን በኤምአርኤን ላይ ያለውን ነጥብ ማወቅ እና ከእሱ ጋር መገናኘት አለበት።
አነሳሽነት - የስርጭቱን መጀመሪያ የሚያቀርቡ የክስተቶች ስብስብ። ፕሮቲኖችን (አስጀማሪ ሁኔታዎችን)፣ ኢንቲየተር tRNA እና ልዩ አስጀማሪ ኮድን ያካትታል። በዚህ ደረጃ, የሪቦዞም ትንሽ ንዑስ ክፍል ከጀማሪ ፕሮቲኖች ጋር ይገናኛል. ከትልቅ ንዑስ ክፍል ጋር እንዳይገናኝ ይከላከላሉ. ግን ከአስጀማሪ tRNA እና GTP ጋር እንዲገናኙ ያስችሉዎታል።
ከዚያም ይህ ውስብስብ በኤምአርኤንኤ ላይ "ይቀመጣል" በትክክል በአንደኛው የማስጀመሪያ ምክንያቶች በሚታወቅ ጣቢያው ላይ። ስህተት ሊኖር አይችልም እና ራይቦዞም ኮዶኖቹን በማንበብ በመልእክተኛ አር ኤን ኤ በኩል ጉዞውን ይጀምራል።
ኮምፕሌክስ ኢንሺቲሽን ኮዶን (AUG) እንደደረሰ ንዑስ ክፍሉ እንቅስቃሴ ያቆማል እና በሌሎች የፕሮቲን ንጥረ ነገሮች እርዳታ ከትልቅ የሪቦዞም ንዑስ ክፍል ጋር ይጣመራል።
የተዋሃደ እርምጃዎች፡ ማራዘም
MRNA ማንበብ የፕሮቲን ሰንሰለትን በፖሊፔፕታይድ ቅደም ተከተል ማቀናጀትን ያካትታል። እየተገነባ ባለው ሞለኪውል ውስጥ አንድ የአሚኖ አሲድ ቅሪት ከሌላው በኋላ በመጨመር ይቀጥላል።
እያንዳንዱ አዲስ የአሚኖ አሲድ ቅሪት በካርቦክሳይል የፔፕታይድ ጫፍ ላይ ይጨመራል፣ሲ-ተርሚኑስ እያደገ ነው።
የተዋሃደ እርምጃዎች፡ ማቋረጫ
ራይቦዞም የሜሴንጀር አር ኤን ኤ የሚያጠናቅቅ ኮድን ሲደርስ የ polypeptide ሰንሰለት ውህደት ይቆማል። በእሱ መገኘት ኦርጋኔል ማንኛውንም tRNA መቀበል አይችልም. በምትኩ, የማቋረጫ ምክንያቶች ወደ ጨዋታ ይመጣሉ. የተጠናቀቀውን ፕሮቲን ከቆመው ራይቦዞም ይለቃሉ።
በኋላትርጉሙ ከተቋረጠ በኋላ፣ ራይቦዞም ኤምአርኤን መተው ወይም ሳይተረጎም አብሮ መንሸራተቱን ሊቀጥል ይችላል።
የሪቦዞም ስብሰባ በአዲስ ማስጀመሪያ ኮድን (በተመሳሳይ ፈትል ላይ በእንቅስቃሴው በሚቀጥልበት ጊዜ ወይም በአዲስ ኤምአርኤን ላይ) ወደ አዲስ ጅምር ያመራል።
የተጠናቀቀው ሞለኪውል የፕሮቲን ባዮሲንተሲስ ዋና ቦታን ከለቀቀ በኋላ ምልክት ተደርጎበት ወደ መድረሻው ይላካል። የሚያከናውናቸው ተግባራት እንደ መዋቅሩ ይወሰናል።
የሂደት ቁጥጥር
በፍላጎታቸው ላይ በመመስረት ህዋሱ በተናጥል ስርጭቱን ይቆጣጠራል። የፕሮቲን ባዮሲንተሲስን መቆጣጠር በጣም ጠቃሚ ተግባር ነው. በብዙ መንገዶች ሊከናወን ይችላል።
አንድ ሕዋስ ምንም አይነት ውህድ ካላስፈለገው አር ኤን ኤ ባዮሲንተሲስን ያቆማል - ፕሮቲን ባዮሲንተሲስም መከሰቱን ያቆማል። ከሁሉም በላይ, ያለ ማትሪክስ, አጠቃላይ ሂደቱ አይጀምርም. እና የድሮ ኤምአርኤን በፍጥነት ይበሰብሳሉ።
ሌላ የፕሮቲን ባዮሲንተሲስ ደንብ አለ፡ ሴል የጅማሬውን ደረጃ የሚጥሱ ኢንዛይሞችን ይፈጥራል። የንባብ ማትሪክስ የሚገኝ ቢሆንም እንኳ በትርጉም ላይ ጣልቃ ይገባሉ።
ሁለተኛው ዘዴ የፕሮቲን ውህደት አሁኑኑ ማጥፋት ሲገባው አስፈላጊ ነው። የመጀመሪያው ዘዴ የ mRNA ውህደት ካቆመ በኋላ ቀርፋፋ ትርጉምን መቀጠልን ያካትታል።
ሴል ሁሉም ነገር ሚዛኑን የጠበቀ እና የእያንዳንዱ ሞለኪውል ትክክለኛ ስራ የሚሰራበት በጣም ውስብስብ ስርአት ነው። በሴል ውስጥ የሚከሰተውን የእያንዳንዱን ሂደት መርሆች ማወቅ አስፈላጊ ነው. ስለዚህ በቲሹዎች እና በአጠቃላይ በሰውነት ውስጥ ምን እየተከሰተ እንዳለ በደንብ መረዳት እንችላለን።
