Da biste proučavali procese koji se odvijaju u tijelu, morate znati što se događa na staničnoj razini. Gdje proteini igraju važnu ulogu. Potrebno je proučavati ne samo njihove funkcije, već i proces stvaranja. Stoga je važno sažeto i jasno objasniti biosintezu proteina. Za to najbolje odgovara 9. razred. U ovoj fazi učenici imaju dovoljno znanja da razumiju temu.
Proteini - što je to i čemu služe
Ovi makromolekularni spojevi igraju veliku ulogu u životu svakog organizma. Proteini su polimeri, odnosno sastoje se od mnogo sličnih "komadića". Njihov broj može varirati od nekoliko stotina do tisuća.
Proteini obavljaju mnoge funkcije u stanici. Njihova je uloga također velika na višim razinama organizacije: tkiva i organi uvelike ovise o ispravnom funkcioniranju različitih proteina.
Na primjer, svi hormoni su proteinskog porijekla. Ali upravo te tvari kontroliraju sve procese u tijelu.
Hemoglobin je također protein, sastoji se od četiri lanca, koji se nalaze u središtupovezani atomom željeza. Ova struktura omogućuje crvenim krvnim stanicama da nose kisik.
Podsjetimo da sve membrane sadrže proteine. Neophodni su za transport tvari kroz staničnu membranu.
Postoji mnogo više funkcija proteinskih molekula koje one obavljaju jasno i bespogovorno. Ovi nevjerojatni spojevi vrlo su raznoliki ne samo po svojim ulogama u stanici, već i po strukturi.
Gdje se odvija sinteza
Ribosom je organela u kojoj se odvija glavni dio procesa koji se naziva "biosinteza proteina". 9. razred u različitim školama razlikuje se u nastavnom planu i programu studiranja biologije, ali mnogi učitelji daju materijal o organelama unaprijed, prije učenja prevođenja.
Stoga će učenicima biti lako zapamtiti obrađeni materijal i konsolidirati ga. Trebali biste biti svjesni da se na jednoj organeli istovremeno može stvoriti samo jedan polipeptidni lanac. To nije dovoljno da se zadovolje sve potrebe stanice. Stoga ima puno ribosoma, a najčešće su u kombinaciji s endoplazmatskim retikulumom.
Takav EPS se naziva grubim. Prednost takve "suradnje" je očita: odmah nakon sinteze, protein ulazi u transportni kanal i može se bez odlaganja poslati na odredište.
Ali ako uzmemo u obzir sam početak, odnosno čitanje informacija iz DNK, onda možemo reći da biosinteza proteina u živoj stanici počinje u jezgri. Ovdje se sintetizira glasnička RNA.koji sadrži genetski kod.
Potrebni materijali - aminokiseline, mjesto sinteze - ribosom
Čini se da je teško objasniti kako se odvija biosinteza proteina, kratko i jasno, dijagram procesa i brojni crteži su jednostavno potrebni. Oni će pomoći u prenošenju svih informacija, a učenici će ih moći lakše zapamtiti.
Prije svega, za sintezu je potreban "građevinski materijal" - aminokiseline. Neke od njih proizvodi tijelo. Drugi se mogu dobiti samo iz hrane, oni se nazivaju neizostavnim.
Ukupan broj aminokiselina je dvadeset, ali zbog ogromnog broja opcija u kojima se mogu rasporediti u dugi lanac, molekule proteina su vrlo raznolike. Ove kiseline su slične strukture, ali se razlikuju po radikalima.
Svojstva ovih dijelova svake aminokiseline određuju koju će strukturu rezultirajući lanac "složiti", hoće li formirati kvartarnu strukturu s drugim lancima i kakva će svojstva imati rezultirajuća makromolekula.
Proces biosinteze proteina ne može se odvijati jednostavno u citoplazmi, potreban je ribosom. Ova organela se sastoji od dvije podjedinice - velike i male. U mirovanju su razdvojeni, ali čim započne sinteza, odmah se povezuju i počinju raditi.
Tako različite i važne ribonukleinske kiseline
Kako biste doveli aminokiselinu u ribosom, potrebna vam je posebna RNA koja se zove transport. Zanjegove kratice označavaju tRNA. Ova jednolančana molekula lista djeteline može pričvrstiti jednu aminokiselinu na svoj slobodni kraj i odvesti je do mjesta sinteze proteina.
Druga RNA uključena u sintezu proteina naziva se matriks (informacija). Nosi jednako važnu komponentu sinteze - šifru koja jasno navodi kada koju aminokiselinu treba ulančati u nastali proteinski lanac.
Ova molekula ima jednolančanu strukturu, sastoji se od nukleotida, baš kao i DNK. Postoje neke razlike u primarnoj strukturi ovih nukleinskih kiselina, o čemu možete pročitati u usporednom članku o RNA i DNK.
Informacije o sastavu proteina mRNA dobiva od glavnog čuvara genetskog koda - DNK. Proces čitanja deoksiribonukleinske kiseline i sinteze mRNA naziva se transkripcija.
Događa se u jezgri, odakle se rezultirajuća mRNA šalje u ribosom. Sama DNK ne napušta jezgru, njena je zadaća samo sačuvati genetski kod i prenijeti ga u ćeliju kćer tijekom diobe.
Zbirna tablica glavnih sudionika emitiranja
Kako bi se sažeto i jasno opisala biosinteza proteina, tablica je jednostavno neophodna. U njemu ćemo zapisati sve komponente i njihovu ulogu u ovom procesu, koji se zove prijevod.
| Što je potrebno za sintezu | Koju ulogu ima |
| Aminokiseline | Poslužite kao građevni blok za proteinski lanac |
| ribosome | Jesumjesto emitiranja |
| tRNA | Transportira aminokiseline u ribosome |
| mRNA | Isporučuje informacije o slijedu aminokiselina u proteinu na mjesto sinteze |
Sasvim isti proces stvaranja proteinskog lanca podijeljen je u tri faze. Pogledajmo svaki od njih detaljnije. Nakon toga možete jednostavno objasniti biosintezu proteina svima koji to žele kratko i jasno.
Inicijacija - početak procesa
Ovo je početna faza translacije, u kojoj se mala podjedinica ribosoma spaja s prvom tRNA. Ova ribonukleinska kiselina nosi aminokiselinu metionin. Prijevod uvijek počinje s ovom aminokiselinom, budući da je početni kodon AUG, koji kodira ovaj prvi monomer u proteinskom lancu.
Kako bi ribosom prepoznao startni kodon, a ne započeo sintezu od sredine gena, gdje može biti i AUG sekvenca, oko startnog kodona nalazi se posebna nukleotidna sekvenca. Po njima ribosom prepoznaje mjesto gdje bi trebala sjediti njegova mala podjedinica.
Nakon formiranja kompleksa s mRNA, faza inicijacije završava. I počinje glavna faza emitiranja.
Elongacija je sredina sinteze
U ovoj fazi dolazi do postupnog povećanja proteinskog lanca. Trajanje produljenja ovisi o broju aminokiselina u proteinu.
Prije svega prema malomvezana je veća podjedinica ribosoma. I početna t-RNA je u potpunosti u njoj. Vani ostaje samo metionin. Zatim, druga t-RNA koja nosi drugu aminokiselinu ulazi u veliku podjedinicu.
Ako drugi kodon na mRNA odgovara antikodonu na vrhu lista djeteline, druga aminokiselina je vezana za prvu preko peptidne veze.
Nakon toga, ribosom se kreće duž m-RNA točno tri nukleotida (jedan kodon), prva t-RNA odvaja metionin od sebe i odvaja se od kompleksa. Na njegovom mjestu je druga t-RNA, na čijem se kraju već nalaze dvije aminokiseline.
Tada treća t-RNA ulazi u veliku podjedinicu i proces se ponavlja. Nastavit će se sve dok ribosom ne pogodi kodon u mRNA koji signalizira kraj translacije.
Raskid
Ovo je posljednji korak, neki će ga možda smatrati prilično okrutnim. Sve molekule i organele koje su tako dobro radile zajedno u stvaranju polipeptidnog lanca prestaju čim ribosom udari terminalni kodon.
Ne kodira nijednu aminokiselinu, tako da će sve tRNA ući u veliku podjedinicu sve biti odbijeno zbog nepodudaranja. Ovdje dolaze u igru faktori terminacije, koji odvajaju gotov protein od ribosoma.
Sama organela se može ili podijeliti na dvije podjedinice ili nastaviti niz mRNA u potrazi za novim početnim kodonom. Jedna mRNA može imati nekoliko ribosoma odjednom. Svaki od njih je u svojoj fazi.prijevodi Novonastali protein je opskrbljen markerima uz pomoć kojih će svima biti jasno njegovo odredište. A putem EPS-a bit će poslana tamo gdje je potrebna.
Da bismo razumjeli ulogu biosinteze proteina, potrebno je proučiti koje funkcije ona može obavljati. Ovisi o slijedu aminokiselina u lancu. Njihova svojstva određuju sekundarnu, tercijarnu, a ponekad i kvartarnu (ako postoji) strukturu proteina i njegovu ulogu u stanici. Više o funkcijama proteinskih molekula možete pročitati u članku na ovu temu.
Kako saznati više o streamingu
Ovaj članak opisuje biosintezu proteina u živoj stanici. Naravno, ako dublje proučite temu, bit će potrebno mnogo stranica da se proces objasni u svim detaljima. No, gornji materijal trebao bi biti dovoljan za opću ideju. Video materijali u kojima su znanstvenici simulirali sve faze prijevoda mogu biti vrlo korisni za razumijevanje. Neki od njih prevedeni su na ruski i mogu poslužiti kao odličan vodič za studente ili samo edukativni video.
Kako biste bolje razumjeli temu, trebali biste pročitati druge članke o srodnim temama. Na primjer, o nukleinskim kiselinama ili o funkcijama proteina.
