V?cudun en ?nemli i?levleri - metabolizma, b?y?me, geli?me, kal?t?m?n aktar?lmas?, hareket vb. - proteinler, n?kleik asitler ve di?er biyolojik olarak aktif maddeler i?eren bir?ok kimyasal reaksiyonun sonucu olarak ger?ekle?tirilir. Ayn? zamanda h?crelerde s?rekli olarak ?e?itli bile?ikler sentezlenir: yap? proteinleri, enzim proteinleri, hormonlar. Metabolizma s?ras?nda bu maddeler a??n?p yok olur ve yerlerine yenileri olu?ur. Proteinler ya?am?n maddi temelini olu?turdu?undan ve t?m metabolik reaksiyonlar? h?zland?rd???ndan, h?crenin ve bir b?t?n olarak organizman?n hayati aktivitesi, h?crelerin belirli proteinleri sentezleme yetene?i ile belirlenir. Birincil yap?lar?, DNA molek?l?ndeki genetik kod taraf?ndan ?nceden belirlenir.

Protein molek?lleri onlarca ve y?zlerce amino asitten (daha do?rusu amino asit kal?nt?lar?ndan) olu?ur. ?rne?in bir hemoglobin molek?l?nde bunlardan yakla??k 600 adet bulunur ve d?rt polipeptit zincirine da??lm??lard?r; ribon?kleaz molek?l?nde bu t?r 124 amino asit vb. vard?r.

Bir proteinin birincil yap?s?n?n belirlenmesinde ana rol molek?llere aittir. DNA. Farkl? b?l?mleri, farkl? proteinlerin sentezini kodlar; bu nedenle, bir DNA molek?l?, bir?ok ayr? proteinin sentezinde rol oynar. Proteinlerin ?zellikleri polipeptit zincirindeki amino asitlerin s?ras?na ba?l?d?r. Buna kar??l?k, amino asitlerin de?i?imi DNA'daki n?kleotid dizisi taraf?ndan belirlenir ve her amino asit belirli bir ??l?ye kar??l?k gelir. ?rne?in, bir AAC ??l?s?ne sahip bir DNA b?l?m?n?n amino asit l?sine, bir ACC ??l?s?n?n triptofana, bir ACA ??l?s?n?n sisteine vb. kar??l?k geldi?i deneysel olarak kan?tlanm??t?r. DNA molek?l?n? ??e b?lerek protein molek?l?nde hangi amino asitlerin ve hangi s?rayla yer alaca??n? tahmin edebilirsiniz. Bir dizi ??l?, genlerin maddi temelini olu?turur ve her gen, belirli bir proteinin yap?s? hakk?nda bilgi i?erir (bir gen, kal?t?m?n temel biyolojik birimidir; kimyasal olarak bir gen, birka? y?z n?kleotid ?ifti i?eren bir DNA b?l?m?d?r). .

Genetik Kod -??lerindeki n?kleotid dizisinin, protein molek?llerindeki amino asit dizisi hakk?nda bilgi ta??d???, DNA ve RNA molek?llerinin tarihsel olarak kurulmu? organizasyonu. Kod ?zellikleri:??l? (kodon), ?rt??meyen (kodonlar birbirini takip eder), ?zg?ll?k (bir kodon, bir polipeptit zincirinde yaln?zca bir amino asidi belirleyebilir), evrensellik (t?m canl? organizmalarda ayn? kodon, ayn? amino asidin polipeptit zincirine dahil edilmesini belirler). polipeptit), art?kl?k (?o?u amino asit i?in birka? kodon vard?r). Amino asitler hakk?nda bilgi ta??mayan ??l?ler, sentezin ba?lang?? yerini g?steren durdurma ??l?leridir. i-RNA.(V.B. Zakharov. Biyoloji. Referans materyalleri. M., 1997)

DNA h?cre ?ekirde?inde yer ald???ndan ve protein sentezi sitoplazmada ger?ekle?ti?inden, DNA'dan ribozomlara bilgi aktaran bir arac? vard?r. RNA, tamamlay?c?l?k ilkesine g?re, DNA'dakine tam olarak uygun olarak n?kleotid dizisinin yeniden yaz?ld??? b?yle bir arac? g?revi g?r?r. Bu s?re? denir transkripsiyonlar ve bir matris sentezi reaksiyonu olarak ilerler. Yaln?zca canl? yap?lar?n karakteristi?idir ve canl?lar?n en ?nemli ?zelli?i olan kendi kendine ?remenin temelini olu?turur. Protein biyosentezinden ?nce, bir DNA zinciri ?zerinde mRNA'n?n ?ablon sentezi gelir. Ortaya ??kan mRNA, h?cre ?ekirde?ini, ?zerine ribozomlar?n dizildi?i sitoplazmaya b?rak?r ve amino asitler, RNA yard?m?yla buraya iletilir.

Protein sentezi, DNA, mRNA, tRNA, ribozomlar, ATP ve ?e?itli enzimleri i?eren karma??k, ?ok ad?ml? bir i?lemdir. ?ncelikle sitoplazmadaki amino asitler enzimler taraf?ndan aktive edilerek tRNA'ya (CCA n?kleotidinin bulundu?u b?lgeye) ba?lan?r. Bir sonraki a?amada amino asitler, DNA'daki n?kleotidlerin de?i?iminin mRNA'ya aktar?ld??? s?raya g?re birle?tirilir. Bu a?ama denir yay?n. Bir mRNA zincirinde bir ribozom de?il, bir grup ribozom vard?r - b?yle bir komplekse polisom denir (N.E. Kovalev, L.D. Shevchuk, O.I. Shchurenko. T?p enstit?lerinin haz?rl?k b?l?mleri i?in biyoloji).

?ema Protein biyosentezi

Protein sentezi iki a?amadan olu?ur: transkripsiyon ve translasyon.

I. Transkripsiyon (yeniden yazma) - DNA molek?lleri ?zerindeki kromozomlarda ?ablon sentezi ilkesine g?re ger?ekle?tirilen RNA molek?llerinin biyosentezi. Enzimlerin yard?m?yla, DNA molek?l?n?n (genler) ilgili b?l?mlerinde her t?rl? RNA (mRNA, rRNA, tRNA) sentezlenir. Protein biyosentezinde 20 amino asit yer ald???ndan 20 ?e?it tRNA sentezlenir. Daha sonra mRNA ve tRNA sitoplazmaya sal?n?r, rRNA da sitoplazmaya ??kan ribozomal alt birimlere entegre edilir.

II. ?eviri (transfer), ribozomlarda ger?ekle?tirilen proteinlerin polipeptit zincirlerinin sentezidir. A?a??daki olaylar e?lik eder:

1. MRNA ve iki ribozomal alt birimden olu?an ribozomun fonksiyonel merkezinin olu?umu - FCR. FCR'de her zaman iki aktif merkez olu?turan mRNA'n?n iki ??l?s? (alt? n?kleotid) vard?r: A (amino asit) - amino asidi tan?yan merkez ve P (peptit) - amino asidi peptit zincirine ba?layan merkez .

2. tRNA'ya ba?l? amino asitlerin sitoplazmadan FCR'ye ta??nmas?. Aktif merkez A'da, tRNA'n?n antikodonu mRNA'n?n kodonu ile okunur; tamamlay?c?l?k durumunda, ribozomal mRNA boyunca bir ??l? ilerleme (atlama) i?in bir sinyal g?revi g?ren bir ba? olu?ur. Bunun sonucunda “rRNA kodonu ve amino asitli tRNA” kompleksi, amino asidin peptid zincirine (protein molek?l?) eklendi?i P'nin aktif merkezine do?ru hareket eder. Daha sonra tRNA ribozomdan ayr?l?r.

3. Peptit zinciri, ?eviri bitene ve ribozom mRNA'dan atlayana kadar uzar. Bir mRNA ayn? anda birden fazla ribozom (polizom) i?erebilir. Polipeptit zinciri endoplazmik retikulum kanal?na dald?r?l?r ve burada ikincil, ???nc?l veya d?rd?nc?l bir yap? kazan?r. 200-300 amino asitten olu?an bir protein molek?l?n?n toplanma h?z? 1-2 dakikad?r. Protein biyosentezi form?l?: DNA (transkripsiyon) --> RNA (translasyon) --> protein.

Bir d?ng?y? tamamlayan polisomlar, yeni protein molek?llerinin sentezinde yer alabilir.

Ribozomdan ayr?lan protein molek?l?, biyolojik olarak aktif olmayan bir iplik formundad?r. Molek?l ikincil, ???nc?l ve d?rd?nc?l bir yap?, yani mekansal olarak belirli bir konfig?rasyon kazand?ktan sonra biyolojik olarak i?levsel hale gelir. Protein molek?l?n?n ikincil ve sonraki yap?lar?, amino asitlerin de?i?iminde, yani proteinin birincil yap?s?nda yer alan bilgilerde ?nceden belirlenir. Ba?ka bir deyi?le, bir glob?l?n olu?um program?, onun benzersiz konfig?rasyonu, molek?l?n birincil yap?s? taraf?ndan belirlenir ve molek?l, kar??l?k gelen genin kontrol? alt?nda in?a edilir.

Protein sentezinin h?z? bir?ok fakt?r taraf?ndan belirlenir: ortam?n s?cakl???, hidrojen iyonlar?n?n konsantrasyonu, sentezin son ?r?n?n?n miktar?, serbest amino asitlerin varl???, magnezyum iyonlar?, ribozomlar?n durumu vb.

1. Matris sentezi reaksiyonlar?yla hangi s?re?ler ilgilidir?

Fermantasyon, ?eviri, transkripsiyon, fotosentez, replikasyon.

?ablon sentezi reaksiyonlar? ?eviri, transkripsiyon ve replikasyonu i?erir.

2. Transkripsiyon nedir? Bu s?re? nas?l i?liyor?

Transkripsiyon, genetik bilginin DNA'dan RNA'ya yeniden yaz?lmas? i?lemidir (DNA zincirlerinden birinin kar??l?k gelen b?l?mlerinde RNA biyosentezi); matris sentezi reaksiyonlar?ndan biridir.

Transkripsiyon a?a??daki gibi ger?ekle?tirilir. DNA molek?l?n?n belirli bir b?l?m?nde tamamlay?c? iplikler ayr?l?r. RNA sentezi iplik?iklerden birinde (transkripte edilmi? iplik?ik olarak adland?r?l?r) ger?ekle?ecektir.

RNA polimeraz enzimi, bir promot?r? (bir genin ba?lang?c?nda yer alan ?zel bir n?kleotid dizisi) tan?r ve onunla etkile?ime girer. Daha sonra RNA polimeraz, kopyalanan zincir boyunca hareket etmeye ba?lar ve ayn? zamanda n?kleotidlerden bir RNA molek?l? sentezler. Kopyalanan DNA ipli?i bir ?ablon olarak kullan?l?r, b?ylece sentezlenen RNA, kopyalanan DNA ipli?inin kar??l?k gelen b?l?m?ne tamamlay?c? olacakt?r. RNA polimeraz, RNA zincirini b?y?t?r ve ona yeni n?kleotidler ekleyerek bir sonland?r?c?ya (gen sonunda yer alan ?zel bir n?kleotid dizisi) ula?ana kadar b?y?t?r ve ard?ndan transkripsiyon durur.

3. Hangi s?rece ?eviri denir? ?evirinin ana a?amalar?n? a??klar.

?eviri, ribozomlarda meydana gelen amino asitlerden protein biyosentezi s?recidir; matris sentezi reaksiyonlar?ndan biridir.

Yay?n?n ana a?amalar?:

? mRNA'n?n ribozomun k???k alt birimine ba?lanmas? ve ard?ndan b?y?k alt birimin ba?lanmas?.

? Metiyonin tRNA'n?n ribozoma n?fuz etmesi ve antikodonunun (UAC) mRNA'n?n ba?lang?? kodonu (AUG) ile tamamlay?c? ba?lanmas?.

? Aktifle?tirilmi? bir amino asiti ta??yan bir sonraki tRNA'n?n ribozoma n?fuz etmesi ve antikodonunun kar??l?k gelen mRNA kodonu ile tamamlay?c? ba?lanmas?.

? ?ki amino asit aras?nda bir peptit ba??n?n ortaya ??kmas?, ard?ndan ilk (metiyonin) tRNA'n?n amino asitten serbest kalmas? ve ribozomdan ayr?lmas? ve mRNA'n?n bir ??l? kaymas?.

? ?? durdurma kodonundan (UAA, UAG veya UGA) biri ribozoma girene kadar meydana gelen polipeptit zincirinin b?y?mesi (yukar?da a??klanan mekanizmaya g?re).

? Protein sentezinin durmas? ve ribozomun iki ayr? alt birime par?alanmas?.

4. ?eviri s?ras?nda neden proteine herhangi bir amino asit rastgele bir s?rayla dahil edilmiyor, sadece mRNA ??l?leri taraf?ndan kodlananlar ve bu ??l?lerin s?ras?na tam olarak uygun olarak dahil ediliyor? Sizce bir h?crede protein sentezinde ka? t?r tRNA yer al?r?

Amino asitlerin b?y?yen polipeptit zincirine do?ru ve s?ral? bir ?ekilde dahil edilmesi, tRNA antikodonlar?n?n kar??l?k gelen mRNA kodonlar? ile s?k? tamamlay?c? etkile?imi ile sa?lan?r.

Baz? ??renciler, her amino asit i?in bir tane olmak ?zere, protein sentezinde 20 t?r tRNA'n?n yer ald???n? s?yleyebilir. Fakat asl?nda, protein sentezinde 61 t?r tRNA yer al?r - duyu kodonlar? (amino asitleri kodlayan ??l?ler) oldu?u kadar bunlardan da vard?r. Her tRNA tipi benzersiz bir birincil yap?ya (n?kleotit dizisi) sahiptir ve sonu? olarak kar??l?k gelen mRNA kodonuyla tamamlay?c? ba?lanma i?in ?zel bir antikodon bulunur. ?rne?in, l?sin amino asidi (Leu) alt? farkl? ??l? taraf?ndan kodlanabilir, dolay?s?yla her biri farkl? antikodonlara sahip olan alt? tip l?sin tRNA's? vard?r.

Toplam kodon say?s? 4 3 = 64't?r, ancak durdurma kodonlar? i?in tRNA molek?lleri yoktur (bunlardan ?? tane vard?r), yani. 64 – 3 = 61 t?r tRNA.

5. Matris sentez reaksiyonlar? asimilasyon veya disimilasyon prosesleri olarak m? s?n?fland?r?lmal?d?r? Neden?

Matris sentezi reaksiyonlar? asimilasyon s?re?leriyle ilgilidir ??nk?:

? daha basit maddelerden karma??k organik bile?iklerin sentezi, yani kar??l?k gelen monomerlerden biyopolimerler (?o?altma, n?kleotidlerden yavru DNA zincirlerinin sentezi, transkripsiyon, n?kleotidlerden RNA sentezi ile transkripsiyon, n?kleotidlerden protein sentezi ile translasyon e?lik eder) amino asitler);

? enerji harcamas? gerektirir (ATP, matris sentezi reaksiyonlar? i?in enerji tedarik?isi g?revi g?r?r).

6. Kopyalanan DNA zincirinin b?l?m? a?a??daki n?kleotid s?ras?na sahiptir:

TACTGGATTATTCAAGATST

Bu b?lge taraf?ndan kodlanan peptidin amino asit kal?nt?lar?n?n dizisini belirleyin.

Tamamlay?c?l?k ilkesini kullanarak kar??l?k gelen mRNA'n?n n?kleotid dizisini olu?turaca??z ve ard?ndan genetik kod tablosunu kullanarak kodlanan peptidin amino asit kal?nt?lar?n?n dizisini belirleyece?iz.

Cevap: Peptitin amino asit kal?nt?lar?n?n dizisi: Met–Tre–Cis–Ile–Met–Phen.

7. Ara?t?rmalar, bir mRNA molek?l?ndeki azotlu bazlar?n toplam say?s?n?n %34'?n?n guanin, %18'inin urasil, %28'inin sitozin ve %20'sinin adenin oldu?unu g?stermi?tir. Zincirlerinden biri bu mRNA'n?n sentezi i?in ?ablon g?revi g?ren ?ift sarmall? DNA b?l?m?n?n azotlu bazlar?n?n y?zde bile?imini belirleyin.

? Tamamlay?c?l?k ilkesini kullanarak kar??l?k gelen kopyalanan DNA zincirinin azotlu bazlar?n?n y?zde bile?imini belirleyece?iz. %34 sitozin (guanin mRNA'ya tamamlay?c?), %18 adenin (urasil mRNA'ya tamamlay?c?), %28 guanin (sitozin mRNA'ya tamamlay?c?) ve %20 timin (adenin mRNA'ya tamamlay?c?) i?erir.

? Kopyalanan zincirin bile?imine ba?l? olarak tamamlay?c? (transkripte edilmemi?) DNA zincirinin azotlu bazlar?n?n y?zde bile?imini belirleyece?iz: %34 guanin, %18 timin, %28 sitozin ve %20 adenin.

? ?ift sarmall? DNA'daki her bir azotlu baz t?r?n?n y?zdesi, bu bazlar?n her iki sarmaldaki y?zdesinin aritmetik ortalamas? olarak hesaplan?r:

C = G = (%34 + %28) : 2 = %31

A = T = (%18 + %20) : 2 = %19

Cevap: ?lgili ?ift sarmall? DNA b?l?m? %31 sitozin ve guanin, %19 adenin ve timin i?erir.

8*. Memeli k?rm?z? kan h?crelerinde, bu h?crelerin ?ekirdeklerini kaybetmesinden sonraki birka? g?n boyunca hemoglobin sentezi meydana gelebilir. Bunu nas?l a??klayabilirsiniz?

?ekirde?in kayb?, hemoglobinin polipeptit zincirlerini kodlayan genlerin yo?un transkripsiyonundan ?nce gelir. Hyaloplazmada b?y?k miktarda kar??l?k gelen mRNA birikir, b?ylece hemoglobin sentezi h?cre ?ekirde?inin kayb?ndan sonra bile devam eder.

*Y?ld?zla i?aretlenen g?revler, ??rencilerin ?e?itli hipotezler ?ne s?rmelerini gerektirir. Bu nedenle, ??retmen i?aretleme yaparken yaln?zca burada verilen cevaba odaklanmamal?, ayn? zamanda ??rencilerin biyolojik d???ncelerini, ak?l y?r?tme mant???n?, fikirlerin orijinalli?ini vb. de?erlendirerek her hipotezi dikkate almal?d?r. ??rencilerin verilen cevaba al??mas?n? sa?lamak.

DNA'da depolanan genetik bilgi, protein biyosentezi s?recinde ger?ekle?ir.

DNA h?cre ?ekirde?inde yo?unla??r ve proteinler sitoplazmada ribozomlarda sentezlenir. Protein biyosentezi i?in genetik bilginin h?cre ?ekirde?inden ribozomlara iletilmesi gerekir. Genetik bilginin h?cre ?ekirde?inden ribozomlara aktar?lmas?n? sa?layan arac? rol?, matriks yani bilgi RNA (mRNA veya mRNA) taraf?ndan ger?ekle?tirilir.

Haberci RNA'lar, molek?l a??rl?klar? 150 bin ile 5 milyon dalton aras?nda de?i?en polin?kleotid zincirleridir. H?cre ?ekirde?inde sentezlenirler. MRNA biyosentezi s?ras?nda genetik bilgi, bir veya daha fazla gen i?eren k???k bir DNA par?as?ndan bir mRNA molek?l?ne "yeniden yaz?l?r". ?nemli DNA zincirindeki haberci RNA'n?n sentezine transkripsiyon (Latince "transkriptio" - yeniden yazma) denir.

Genetik bilginin transkripsiyon s?reci, DNA replikasyonu s?recine benzer. MRNA'n?n biyosentezi, DNA ?ift sarmal?n?n k???k bir alanda ??z?lmesiyle ba?lar.

Serbest ribon?kleosit trifosfatlar, azotlu bazlar?n tamamlay?c?l??? ilkesine uygun olarak hidrojen ba?lar? kullan?larak ?rg?s?z DNA b?lgesinin n?kleotitlerine ba?lan?r.

MRNA'n?n olu?umu, ribon?kleotid kal?nt?lar?n?n ribon?kleosit trifosfatlar?ndan, sentezlenen polin?kleotid zincirinin terminal n?kleotidinin ???nc? riboz karbon atomuna transfer yoluyla ger?ekle?ir. Bu durumda ribon?kleosit trifosfat molek?llerindeki makroerjik ba?lar, transkripsiyon i?lemine gerekli enerjiyi sa?layan pirofosfat?n sal?nmas?yla k?r?l?r. MRNA'n?n biyosentezi, RNA polimeraz enzimi taraf?ndan katalize edilir.

Transkripsiyon s?recinde ?nemli bir rol, ilerlemesini hassas bir ?ekilde d?zenleyen ?zel proteinler taraf?ndan oynan?r.

Transkripsiyon s?ras?nda sentezlenen mRNA, h?cre ?ekirde?inden ribozoma - kimyasal yap?s? gere?i bir n?kleoprotein olan sitoplazmik bir serganella - protein olmayan bile?eni ribon?kleik asit olan karma??k bir proteine gelir.

Ribozomun g?vdesinin (“ribon?kleik asit” + gr. “soma” - g?vde) yap?m?nda rol alan RNA'lara ribozomal (rRNA) denir. Ribozomlar b?y?k ve k???k olmak ?zere iki alt par?ac?ktan olu?ur. Her birinin yap?m?nda ?ok say?da farkl? protein ve farkl? rRNA rol oynar. Ribozomal RNA'n?n molek?ler a??rl??? 55.000 ila 1.600.000 dalton veya daha fazla aras?nda de?i?ir. mRNA sentezi gibi rRNA sentezi de h?cre ?ekirde?inde meydana gelir ve DNA taraf?ndan kontrol edilir.

Messenger RNA ribozoma sabitlenmi?tir. ?imdi ribozomun, mRNA'n?n n?kleotid dizisinde yaz?lan bilgiyi, azotlu bazlardan olu?an d?rt harfli bir "dilde", polipeptit zincirindeki bir amino asit dizisi bi?iminde yirmi harfli bir "dilde" yeniden ?retmesi gerekiyor. Sentezlenen proteinin Genetik bilginin azotlu bazlar?n “dili”nden amino asitlerin “diline” ?evrilme s?recine ?eviri (Latince “?eviri” - aktar?m) denir.

Amino asitlerin ribozomlara ta??nmas? transfer RNA'lar? (tRNA'lar) taraf?ndan sa?lan?r. TRNA'lar?n molek?ler a??rl?klar? nispeten k???kt?r ve 17.000 ila 35.000 dalton aras?nda de?i?ir. H?crede tRNA sentezi DNA taraf?ndan kontrol edilir.

Protein biyosentezi s?reci enerji gerektirir. Amino asitlerin peptit ba?lar? yoluyla birbirlerine ba?lanabilmeleri i?in aktif hale gelmeleri gerekir. Amino asitler ATP ve tRNA'n?n kat?l?m?yla aktive edilir. Bu reaksiyonlar aminoasil-tRNA sentetaz enzimi taraf?ndan katalize edilir.

Her proteinojenik amino asidin aktivasyon reaksiyonlar?, kendi aminoasil-tRNA sentetaz? taraf?ndan katalize edilir.

Bu enzimler amino asitlerin ve tRNA'n?n birbirini do?ru bir ?ekilde tan?mas?n? sa?lar. Sonu? olarak her amino asit belirli bir tRNA'ya ba?lan?r. Transfer RNA'lar? ba?land?klar? amino asit ile adland?r?l?r; ?rne?in: valin tRNA, alanin tRNA, serin tRNA, vb.

TRNA'n?n polin?kleotid zincirleri, ?ekil olarak yonca yapra??na benzeyen uzaysal bir yap?ya sahiptir. TRNA'n?n bir ucuna bir amino asit ba?lan?r. TRNA molek?l?n?n di?er taraf?nda, yonca yapra?? halkalar?ndan birinde antikodon ad? verilen ??l? bir n?kleotid bulunur. Bu antikodon mRNA ??l?lerinden biri olan kodonun tamamlay?c?s?d?r. Bir kodonun genetik kodu, tamamlay?c? bir antikodonu olan bir tRNA'ya ba?l? bir amino asite kar??l?k gelir.

Olgun mRNA'daki kodonlar birbirini s?rekli takip eder; birbirlerinden kodlamayan b?lgelerle ayr?lmazlar ve ?st ?ste binmezler.

Aminoasil-tRNA s?rayla ribozomlara girer.

Burada tamamlay?c? tRNA antikodonu ile mRNA kodonu aras?nda her seferinde hidrojen ba?lar? ortaya ??kar. Bu durumda, sonraki amino asidin amino grubu ile etkile?ime girer.

Bir peptid ba?? olu?turmak i?in ?nceki amino asidin karboksil grubu.

Bir h?credeki herhangi bir proteinin sentezi her zaman N-terminalinde ba?lar. Amino asitler aras?nda bir peptit ba?? olu?tuktan sonra ribozom, mRNA zinciri boyunca bir kodon boyunca hareket eder. Ribozom, mRNA'n?n ?? "anlams?z" ??l?den (UAA, UAG veya UGA) birini i?eren bir b?l?m?ne ula?t???nda, polipeptit zincirinin daha ileri sentezi sonland?r?l?r. Bu ??l?ler i?in h?crede tamamlay?c? antikodonlara sahip tRNA yoktur. Her genin sonunda bulunan "anlams?z" ??l?ler, o proteinin sentezinin bu noktada tamamlanmas? gerekti?ini g?sterir. Bu nedenle bu ??l?lere sonland?r?c? (Latince "terminalis" - son) denir. Genetik kodun ?evrilmesi s?recinin sonunda polipeptit zinciri ribozomdan ayr?larak uzaysal yap?s?n? olu?turur ve ard?ndan protein, do?al biyolojik i?levini yerine getirme yetene?i kazan?r. Transkripsiyon ve ?eviri sonucunda genetik bilginin ger?ekle?tirilme s?recine genin ifadesi (Latince "expressio" - ifade) denir.

H?credeki protein biyosentezi ayr? bir ribozomda ger?ekle?mez.

Messenger RNA ayn? anda birka? ribozoma ba?lanarak bir poliribozomal kompleks olu?turur. Sonu? olarak, h?crede ayn? anda birka? ?zde? protein molek?l? sentezlenir.

20. y?zy?l?n ilk ?eyre?inde. Temel kal?tsal ?zelliklerin, kal?t?m?n maddi birimleri - kromozomlarda lokalize olan genler taraf?ndan belirlendi?i, burada birbiri ard?na do?rusal bir s?rayla yerle?tirildi?i g?sterilmi?tir. Bu temelde T. H. Morgan ?unlar? geli?tirdi: kal?t?m?n kromozomal teorisi, 1933'te "kromozomlar?n kal?t?mdaki rol?ne ili?kin ke?ifleri nedeniyle" Nobel Fizyoloji veya T?p ?d?l?'n? ald?.

Bilim adamlar? ayr?ca gen aktivitesinin "?r?nlerini", yani kendi kontrolleri alt?ndaki h?crelerde sentezlenen molek?lleri belirlemeye ?al??t?lar. Ephrussi, Beadle ve Tatum'un 2. D?nya Sava?? arifesinde yapt?klar? ?al??ma, genlerin protein ?retti?i fikrini ortaya att?; ancak bunun i?in genin, belirli bir proteinin (enzim) sentezi i?in bilgi depolamas? gerekiyor. DNA'da bulunan bilgilerin ger?ekle?tirilmesine ve protein formuna d?n??t?r?lmesine y?nelik karma??k mekanizma ancak ge?en y?zy?l?n 60'l? y?llar?nda ke?fedildi.

GENET?K KOD Bir genin, bir proteinin birincil yap?s? hakk?ndaki bilgiyi kodlad??? fikri, F. Crick taraf?ndan ana hatlar?yla ortaya konmu?tur. dizi hipotezi, buna g?re bir genin yap?sal elemanlar?n?n dizisi, sentezlenen polipeptit zincirindeki amino asit kal?nt?lar?n?n dizisini belirler. Hipotezin yazar?, kodun b?y?k olas?l?kla ??l? oldu?unu, kodlama biriminin belirli bir dizide yer alan ?? DNA baz ?ifti taraf?ndan temsil edildi?ini varsayd?. Asl?nda d?rt DNA baz ?ifti: A-T, T-A, G-C, C-G - her ?iftin bir amino asite kar??l?k geldi?ini varsayarsak yaln?zca 4 amino asidi kodlayabilir. Proteinlerin 20 temel amino asitten olu?tu?u bilinmektedir. Her amino asidin iki baz ?ifti oldu?unu varsayarsak 16 amino asit kodlanabilir (4 2). Bu da yeterli de?il. D?rt baz ?iftinden olu?an ??l? kodla 64 kodon (4 3) yap?labilir ve bu, 20 amino asidi kodlamak i?in fazlas?yla yeterlidir. Genetik kodun ??l? oldu?una dair deneysel kan?t 1961'de yay?nland? (F. Crick ve di?erleri). Ayn? y?l, Moskova'daki V. Uluslararas? Biyokimya Kongresi'nde M. Nirenberg ve J. Mattei, ilk kodonun (UUU - fenilalanin i?in kodon) kodunun ??z?ld???n? bildirdiler ve daha da ?nemlisi, kodonlar?n bile?imini belirlemek i?in bir y?ntem ?nerdiler. h?cre i?ermeyen bir protein sentez sistemi.

Hemen iki soru ortaya ??kt?: Kod ?rt???yor mu, yoksa kod yozla?m?? m??

Kodonlar ?rt???rse, bir baz ?iftinin de?i?tirilmesi, sentezlenen proteindeki iki veya ?? amino asidin de?i?tirilmesine yol a?acakt?r. Ger?ekte bu ger?ekle?mez ve genetik kod dikkate al?n?r. ?rt??meyen.

Kod: dejenere,??nk? neredeyse her amino asit, sentezlenen polipeptit zincirinin birincil yap?s?ndaki d?zenlemelerini belirleyen birden fazla kodonla ili?kilidir. Yaln?zca iki amino asit (metiyonin ve triptofan) tek kodonlarla (s?ras?yla AUG ve UGG) ili?kilidir. Polipeptit zincirinin birincil yap?s?ndaki ?? amino asitten (arginin, l?sin ve serin) her birinin d?zeni alt? kodon vb. taraf?ndan belirlenir (bkz. Tablo 3.2).

Genetik kodun ?zellikleri aras?nda ayn? zamanda ?ok y?nl?l?k(temel olarak t?m canl? organizmalar i?in ayn?d?r). Ancak bu kural?n istisnalar? da bulunmu?tur. 1981'de insan mitokondriyal DNA's?n?n 16.569 n?kleotid ?ifti i?eren tam n?kleotid dizisi belirlendi. Elde edilen sonu?lar, yakla??k olarak ayn? fonksiyon dizisini kodlayan y?ksek ve d???k ?karyotlar?n mitokondriyal genomlar?n?n, baz? kodonlar?n anlamsal anlam?ndaki farkl?l?klar, antikodon-kodon tan?ma kurallar? ve genel yap?sal organizasyonla karakterize edildi?ini g?stermektedir. B?ylece, ola?an evrensel kodun aksine, AUA kodonunun izol?sin yerine metiyonini kodlad??? ve AGA ve AGG ??l?lerinin arginin kodonlar? de?il sonland?rma sinyalleri oldu?u ortaya ??kt?. yay?nlar; Triptofan hem UGG ??l?s? hem de UGA ??l?s? taraf?ndan kodlan?r ve genellikle bir durdurma kodonu olarak i?lev g?r?r.

Genetik kodda, bir amino asidin farkl? kodonlar?, yani e?anlaml? kodonlar hemen hemen her zaman ayn? karede bulunur ve ?? n?kleotidin sonuncusunda birbirinden farkl?d?r (tek istisna arginin, sakin ve l?sin kodonlar?d?r, her biri alt? kodona sahip olan, bir kareye s??amayan, yaln?zca d?rt kodonun s??abilece?i). Genetik kodun do?rusal bir okuma s?ras? vard?r ve e?do?rusall?k ile karakterize edilir. , yani mRNA'daki kodon s?ras?n?n sentezlenen yar? dipeptit zincirindeki amino asit s?ras? ile ?ak??mas?.

SENTEZH?CRE ???NDEK? PROTE?N. Genlerin ?o?almas? ve etkisi matris s?re?leriyle ili?kilidir: makromolek?llerin sentezi - DNA, RNA, proteinler. Replikasyon yukar?da genetik bilginin ?o?alt?lmas?n? sa?layan bir s?re? olarak ele al?nm??t?. Molek?ler geneti?in bir ba?ar?s? olan modern gen teorisi, tamamen biyokimyan?n matris s?re?lerinin incelenmesindeki ba?ar?s?na dayanmaktad?r. Tersine, genetik analiz y?ntemi, genetik kontrol alt?nda olan matris s?re?lerinin incelenmesine ?nemli katk? sa?lar. sa?layan bir genin eylemini ele alal?m. transkripsiyon, veya RNA sentezi ve yay?n, veya protein sentezi.

TranskripsiyonDNA, Bu - Bir n?kleotid ?ifti dizisinde kodlanan genetik bilginin, ?ift sarmall? bir DNA molek?l?nden tek sarmall? bir RNA molek?l?ne aktar?lmas?. Bu durumda DNA'n?n yaln?zca bir ipli?i denir. anlamsal.

Transkripsiyonda, di?er matris s?re?lerinde oldu?u gibi ?? a?ama ay?rt edilir: ba?lama, uzama Ve sonland?rma. Bu i?lemi ger?ekle?tiren enzime DNA'ya ba??ml? RNA polimeraz veya k?saca denir. RNA polimeraz; bu durumda poliribon?kleotidin (RNA) polimerizasyonu b?y?yen zincirin 5" ucundan 3" ucuna do?ru ger?ekle?ir.

Organizmalar?n ya?am? ve geli?imi i?in gerekli olan enzimlerin ve di?er proteinlerin sentezi, esas olarak DNA replikasyonunun ba?lamas?ndan ?nce, interfaz?n ilk a?amas?nda meydana gelir.

Transkripsiyon sonucunda bir genin DNA's?na kaydedilen kal?tsal bilgi tam olarak yaz?ya ge?irilmi?(yeniden yaz?ld?) N?kleotid dizisindeki karanl?k. mRNA sentezi, ad? verilen bir transkripsiyon ba?latma b?lgesinde ba?lar. destek?i Promot?r, genin ?n?nde bulunur ve yakla??k 80 n?kleotid ?ifti i?erir (vir?slerde ve bakterilerde bu b?lge, DNA sarmal?n?n yakla??k bir d?n???ne kar??l?k gelir ve yakla??k 10 n?kleotid ?ifti i?erir). AT ?iftleri genellikle promoterlerin n?kleotid dizilerinde bulunur, bu nedenle bunlara TATA dizileri de denir.

Transkripsiyon, RNA polimeraz enzimleri kullan?larak ger?ekle?tirilir. ?karyotlarda ?? tip RNA polimeraz bilinmektedir: I - rRNA'n?n sentezinden sorumludur, II - mRNA'n?n sentezinden sorumludur; III - tRNA ve d???k molek?ler a??rl?kl? rRNA - 5S RNA'n?n sentezi i?in.

RNA polimeraz promot?re s?k? bir ?ekilde ba?lan?r ve tamamlay?c? ipliklerin n?kleotidlerini ay?r?r. Daha sonra bu enzim gen (DNA molek?l?) boyunca hareket etmeye ba?lar ve zincirler ayr?ld?k?a bunlardan birinde (sens) mRNA sentezine yol a?arak adenin'in timine tamamlay?c? olmas? prensibine g?re urasil'in eklenmesine yol a?ar. adenin, guanin sitozin ve sitozin guanin olur. Polimeraz?n mRNA'y? olu?turdu?u DNA b?l?mleri yeniden ba?lan?r ve sentezlenen mRNA molek?l?, yava? yava? DNA'dan ayr?l?r. MRNA sentezinin sonu, transkripsiyonun durma b?lgesi taraf?ndan belirlenir. sonland?r?c?. Promot?r ve sonland?r?c?n?n n?kleotid dizileri, RNA polimeraz aktivitesini d?zenleyen ?zel proteinler taraf?ndan tan?n?r.

?ekirde?i terk etmeden ?nce, mRNA'n?n ba?lang?? k?sm?na (5" ucu) "ba?l?k" ad? verilen metillenmi? bir guanin kal?nt?s? eklenir ve mRNA'n?n ucuna (3" ucu) yakla??k 200 adenilik asit kal?nt?s? eklenir. Bu formda olgun mRNA, n?kleer membrandan sitoplazmaya ge?erek ribozoma ge?er ve onunla birle?ir. ?karyotlarda mRNA'n?n "ba?l???n?n", ribozomun k???k alt birimine ba?lanmas?nda rol oynad???na inan?lmaktad?r.

Yay?n mRNA. Bu, mRNA ?ablonu taraf?ndan y?nlendirilen ribozomlardaki protein sentezidir. Bu durumda bilgi, n?kleik asitlerin d?rt harfli alfabesinden, polipeptit zincirlerinin amino asit dizilerinin yirmi harfli alfabesine ?evrilir.

Bu s?re?te ?? a?ama vard?r.

Serbest amino asitlerin aktivasyonu - olu?umu aminoasil adenilatlar Her amino asitin kendine ?zg? enzimlerinin kontrol? alt?nda amino asitlerin ATP ile etkile?imi sonucu olu?ur. Bu enzimler aminoasilRNA sentetazlar?- bir sonraki a?amaya kat?l?n.

TRNA'n?n aminoasilasyonu, tRNA ve aminoasil-tRNA sentetaz kompleksinin aminoasil adenilatlarla etkile?imi yoluyla amino asit kal?nt?lar?n?n tRNA'ya eklenmesidir. Bu durumda her amino asit kal?nt?s?, kendi spesifik tRNA s?n?f?na ba?lan?r.

?evirinin kendisi veya amino asit kal?nt?lar?n?n peptid ba?lar?n?n olu?umuyla polimerizasyonu.

B?ylece, ?eviri s?ras?nda mRNA'daki n?kleotid dizisi, sentezlenen proteinin molek?l?ndeki kar??l?k gelen, kesin olarak s?ralanm?? amino asit dizisine ?evrilir. ?eviri s?reci mRNA'y?, ribozomlar?, tRNA'y? ve aminoasil-tRNA sentetazlar?n? i?erir.

Sinyal yay?n ba?latma pro ve ?karyotlarda, mRNA'n?n ba?lang?c?nda yer al?yorsa AUT kodonu kullan?l?r. Bu durumda, ?zel bir ba?lat?c? formilmetiyonin (bakterilerde) veya metionin (?karyotlarda) tRNA taraf?ndan "tan?n?r". Di?er durumlarda AUG kodonu metionin olarak "okunur". Ba?latma sinyali ayn? zamanda GUG kodonu da olabilir. Bu etkile?im, a??rl?kl? olarak ribozomun k???k alt biriminde bulunan aminoasil merkezinde (A merkezi) ribozom ?zerinde meydana gelir.

Haberci RNA'n?n AUG kodonu, k???k ribozomal alt birim ve formilmetionil-tRNA formlar?n?n etkile?imi ba?latma kompleksi. Bu etkile?imin ?z?, mRNA ?zerindeki AUG kodonunun antikoduyla eklenmesidir.

Amino asit molek?l? metiyonini yakalayan ve ta??yan UAC tRNA (bakterilerde ba?lat?c? tRNA, formilmetiyonin ta??yand?r). Daha sonra b?y?k ribozomal alt birim (50S*), k???k ribozomal alt birim (30S*), mRNA ve tRNA'dan olu?an bu komplekse kat?l?r. Sonu? olarak, bir mRNA molek?l? ve bir amino asit i?eren bir ba?lat?c? tRNA i?eren, tamamen toplanm?? bir ribozom olu?ur. Ribozom ?unlar? i?erir: aminoasil Ve peptidil merkezler.

?lk amino asit (metiyonin) ilk ?nce aminoasil merkezine girer. Daha b?y?k ribozomal alt birimin ba?lanmas? s?ras?nda mRNA bir kodonu hareket ettirir ve tRNA, aminoasil merkezinden peptidil merkezine do?ru hareket eder. Aminoasil merkezi, bir sonraki aminoasil-tRNA'n?n antikodonuna ba?lanabilen mRNA'n?n bir sonraki kodonunu al?r. Bu andan itibaren yay?n?n ikinci a?amas? ba?l?yor - uzama, Amino asit molek?llerinin b?y?yen polipeptit zincirine ba?lanma d?ng?s? bir?ok kez tekrarlan?r. B?ylece haberci RNA kodonuna uygun olarak, bir sonraki amino asidi ta??yan ikinci bir tRNA molek?l?, ribozomun aminoasil merkezine girer. Bu tRNA, antikodonuyla birlikte mRNA'n?n tamamlay?c? kodonuna ba?lan?r. Hemen, peptisiltransferaz yard?m?yla, ?nceki amino asit (metiyonin), karboksil grubu (COOH) arac?l???yla yeni verilen amino asidin amino grubuna (NH2) ba?lan?r. Aralar?nda bir peptid ba?? olu?ur. Bu durumda bir su molek?l? a???a ??kar:

Sonu? olarak, metiyonini sa?layan mRNA serbest b?rak?l?r ve aminoasil merkezindeki tRNA'ya zaten bir dipeptit ba?lanm??t?r. Uzatma i?leminin daha ileri d?zeyde uygulanmas? i?in aminoasil merkezinin serbest b?rak?lmas? gerekir ki bu da olur.

?eviri i?leminin bir sonucu olarak dipeptidil-tRNA kompleksi, aminoasil merkezinden peptidil merkezine do?ru hareket eder. Bu, ribozomun bir enzimin kat?l?m?yla bir kodon taraf?ndan hareket etmesi nedeniyle olu?ur. translokazlar ve protein uzatma fakt?r?. Serbest b?rak?lan tRNA ve ona ba?l? mRNA kodonu ribozomdan ??kar. Bir sonraki tRNA, serbest b?rak?lan aminoasil merkezine, orada al?nan kodona uygun olarak bir amino asit iletir. Bu amino asit bir ?ncekine bir peptid ba?? kullan?larak ba?lan?r. Bu durumda ribozom bir kodon daha ilerletir ve i?lem ?? durdurma kodonundan (anlams?z kodonlar) biri (UAA, UAG veya UGA) aminoasil merkezine ula?ana kadar tekrarlan?r.

Sonland?rma kodonu ribozomun aminoasil merkezine girdikten sonra polipeptit sentezinin ???nc? a?amas? ba?lar. sonland?rma. Protein sonland?rma fakt?rlerinden birinin mRNA'n?n sonland?rma kodonuna eklenmesiyle ba?lar, bu da zincirin daha fazla uzamas?n?n engellenmesine yol a?ar. Sentezin sona ermesi, sentezlenen polipeptit zincirinin ve ribozomal alt birimlerin sal?nmas?na yol a?ar; bunlar, serbest b?rak?ld?ktan sonra ayr???r ve bir sonraki polipeptit zincirinin sentezinde yer alabilir;

T?m ?eviri s?recine GTP (guanozin trifosfat) molek?llerinin b?l?nmesi e?lik eder ve ba?latma (ba?latma fakt?rleri), uzama (uzama fakt?rleri) ve sonland?rma (sonland?rma fakt?rleri) i?lemlerine ?zg? ek protein fakt?rlerinin kat?l?m? gerekir. Bu proteinler ribozomun ayr?lmaz bir par?as? de?ildir, ancak ?evirinin belirli a?amalar?nda ona ba?lan?r. Genel anlamda ?eviri s?reci t?m organizmalarda ayn?d?r.

Protein sentezi s?reci ?ok karma??kt?r. Bahsedilenlerin yan? s?ra bir?ok ba?ka enzim de bunun olu?mas?n? sa?lar. sen e. koli Polipeptitlerin sentezini ve ?eviri aparat?nda yer alan ?e?itli elemanlar?n olu?umunu kontrol eden yakla??k 100 gen ke?fedilmi?tir. MRNA molek?l? yeterince uzun oldu?undan, ona birka? ribozom ba?lanabilir. Bir mRNA molek?l?ne ba?l? ribozomlar?n her birinde ayn? protein molek?lleri sentezlenir, ancak bu sentez farkl? a?amalardad?r ve bu, hangisinin mRNA molek?l?yle daha ?nce ve hangisinin daha sonra temas etti?ine g?re belirlenir. Ribozom mRNA boyunca hareket ettik?e (kendisinden 5"- 3" ucuna kadar) zincirin ba?lang?? b?lgesi serbest b?rak?l?r, bir sonraki aktif ribozomal kompleks bunun ?zerine monte edilir ve ayn? matris ?zerinde polipeptit sentezi yeniden ba?lar. Birka? aktif ribozom bir mRNA molek?l? ile etkile?ime girdi?inde, poliribozom, veya polisom.

Protein sentezi s?ras?nda olu?an polipeptit zincirleri, translasyon sonras? d?n???mlere u?rar ve ard?ndan spesifik i?levlerini yerine getirir. Birincil yap? Bir polipeptit, i?indeki amino asitlerin dizisine g?re belirlenir. Polipeptit zincirleri kendili?inden belirli bir yap? olu?turur ikincil amino asit kal?nt?lar?n?n yan gruplar?n?n do?as?na g?re belirlenen yap? (a-sarmal, katlanm?? v-tabaka, rastgele bobin). B?t?n bunlar ve di?er yap?sal ?zellikler, baz? sabit ?? boyutlu konfig?rasyonlar? tan?mlar. ???nc?l(veya polipeptidin uzaysal) yap?s?, esas olarak belirli bir polipeptit zincirinin ?? boyutlu uzayda d?zenlenme ?eklini yans?t?r.

Proteinler bir veya daha fazla polipeptit zincirinden olu?abilir. ?kinci durumda onlara denir oligomerik proteinler. Belirli bir ?ekilde karakterize edilirler Kuaterner yap?. Bu terim, bir proteinin kendisini olu?turan t?m polipeptit zincirlerinin birle?iminden ortaya ??kan genel konfig?rasyonunu ifade eder. Spesifik olarak, insan hemoglobininin yap?sal modeli, d?rtl? bir protein yap?s? olu?turmak ?zere birbirine ba?lanan iki a-zinciri ve iki v-zinciri i?erir.

Polipeptit sentezinin do?rulu?u, kodonlar ve antikodonlar aras?ndaki hidrojen ba?lar? sisteminin do?ru olu?umuna ba?l?d?r. Bir sonraki peptid ba??n? kapatmadan ?nce ribozomlar, kodon-antikodon ?iftinin do?ru olu?umunu kontrol eder. Kodon-antikodon ba?lar?n?n tamamlay?c?l???n?n kontrol edilmesinde ribozomlar?n aktif rol?n?n lehine do?rudan kan?t, ribozomal proteinleri de?i?tiren ve dolay?s?yla ?eviri do?rulu?unu etkileyen mutasyonlar?n ke?fidir. Mutasyonlar konusu 6. B?l?mde tart???lacakt?r.

GENET?K B?LG?LER?N ?ZEL AKTARIMI. RNA REPL?KASYONU.Genetik bilginin ?zel transferinin ger?ekle?ti?i ?? t?r s?re? vard?r. Bunlardan biri olan bilginin RNA'dan RNA'ya aktar?m?, yaln?zca genetik materyali RNA olan vir?slerle enfekte olmu? h?crelerde tespit edilebilir. Bunlar ?zellikle t?t?n mozaik vir?s? ve di?er bir?ok bitki vir?s?, RNA i?eren bakteriyofajlar ve ?ocuk felci vir?sleri gibi di?er baz? hayvan vir?sleridir. Tek sarmall? veya ?ift sarmall? bu viral genomik RNA'lar, bir RNA ?ablonundan tamamlay?c? RNA molek?llerini sentezleyebilen spesifik RNA replikazlar?n? kodlayan genleri ta??r. Bunlar da benzer ?ekilde ana RNA zincirlerinin kopyalar?n?n sentezi i?in ?ablon g?revi g?rebilir. Genetik bilginin RNA'dan RNA'ya aktar?m? da RNA'n?n ana ve yavru ipliklerindeki tamamlay?c? bazlar prensibine dayanmaktad?r.

Ters transkripsiyon. Genetik bilginin DNA'dan RNA'ya de?il, RNA'dan DNA'ya bu t?r ?zel aktar?m?, belirli bir vir?s t?r?yle enfekte olmu? hayvan h?crelerinde bulundu. Bu, ad? verilen ?zel bir RNA vir?s? t?r?d?r. retrovir?sler. Art?k bir ba?ka vir?s t?r?n?n de DNA i?eren hepatit vir?s? oldu?u tespit edildi. ???NDE Geli?iminde ayn? zamanda bilginin RNA'dan DNA'ya aktar?m?n? da kullan?r.

Retrovir?sler, her viral partik?l?n RNA genomunun iki kopyas?na sahip oldu?u tek sarmall? RNA molek?lleri i?erir; yani bu tip vir?sler, diploid vir?s?n bilinen tek t?r?d?r. ?lk olarak hayvanlarda t?m?rlere neden olma yetenekleri nedeniyle ke?fedildiler. Bu t?rden ilk vir?s 1911'de tan?mland?. Tavuklarda bula??c? sarkomu ke?feden Pepton Routh.

Retrovir?s RNA's? konak?? h?creye girdikten sonra viral genom, ters transkripsiyon. Bu durumda ?nce bir RNA-DNA dubleksi, ard?ndan ?ift sarmall? DNA olu?ur. Bu ad?mlar, viral genlerin protein seviyesinde ekspresyonundan ve RNA genomlar?n?n olu?umundan ?nce gelir.

RNA'n?n DNA'y? olu?turmak ?zere tamamlay?c? kopyalanmas?n? katalize eden enzime ne ad verilir? ters transkriptaz. Retroviral partik?llerde (viryonlar) bulunur ve vir?s h?creye girip lipid-glikoprotein kabu?unu yok ettikten sonra aktive olur.

?ok ?e?itli ?karyotik h?crelerde ters transkripsiyonun meydana geldi?ine ve ters transkriptaz?n genom yeniden d?zenleme s?re?lerinde ?nemli bir rol oynad???na dair artan kan?tlar vard?r.

Retroviral ters transkriptazlar esas olarak in vitro DNA ?ablonlar? olarak kullan?labilen DNA polimerazlard?r. Ancak RNA ?zerinde ?ok daha verimli ?al???rlar. T?m DNA polimerazlar gibi, ters transkriptazlar da yeni DNA iplik?iklerinin sentezini ba?latamaz. Ancak sentez, primer RNA veya DNA'n?n 3"-terminal b?lgesi kullan?larak zaten ba?lat?lm??sa, enzim, DNA zincirini ?ablon olarak kullanarak sentezi etkili bir ?ekilde ger?ekle?tirir.

Retrovir?slerin modern genetik m?hendisli?i ara?t?rmalar?nda ?ok faydal? bir ara? oldu?u kan?tlanm??t?r. ?karyotik genlerin klonlanmas?na dayanan ?ok say?da ?al??mada kritik rol oynayan bir enzim olan neredeyse saf ters transkriptaz?n elde edilmesi i?in bir kaynak g?revi g?r?rler. Bu nedenle, bir ara?t?rmac?n?n ilgilendi?i bir proteini kodlayan safla?t?r?lm?? bireysel mRNA'n?n izole edilmesi, kural olarak, bu proteini kodlayan bir genom DNA par?as?n? izole etmekten ?ok daha kolayd?r. Bu mRNA'n?n bir DNA kopyas? daha sonra ters transkriptaz kullan?larak yap?labilir ve klonlama ve istenen DNA'n?n ?nemli miktarlar?n?n ?retilmesi i?in uygun bir plazmit i?erisine yerle?tirilebilir.

DNA ?evirisi. Genetik bilginin DNA'dan do?rudan proteine ?zel olarak aktar?lmas?n?n ???nc? t?r? yaln?zca laboratuvarda in vitro olarak g?zlemlendi. Bu ko?ullar alt?nda, baz? antibiyotikler, ?zellikle de streptomisin ve neomisin, ribozomlarla etkile?ime girerek ?zelliklerini ?yle bir de?i?tirebilirler ki, ribozomlar, baz dizisinin do?rudan mRNA'ya ?evrildi?i mRNA yerine ?ablon olarak tek sarmall? DNA'y? kullanmaya ba?lar. Sentezlenen polipeptidin amino asit dizisi.

Hat?rlamak!

Proteinlerin ve n?kleik asitlerin yap?s? nedir?

Uzun protein zincirleri, genel bir yap?sal plana sahip olan ancak radikal yap?s? bak?m?ndan birbirinden farkl? olan yaln?zca 20 farkl? amino asit t?r?nden olu?ur. Amino asit molek?lleri bir araya geldi?inde peptid ba?lar? ad? verilen ba?lar? olu?turur. Protein ipli?i, spiral ?eklinde b?k?lerek daha y?ksek d?zeyde bir organizasyon, yani ikincil bir yap? elde eder. Son olarak polipeptit sarmal? katlanarak bir top (glob?l) olu?turur. Bireysel ?zg?ll??e sahip olan, biyolojik olarak aktif formu olan proteinin bu ???nc?l yap?s?d?r. Ancak baz? proteinler i?in ???nc?l yap? nihai de?ildir. ?kincil yap?, spiral ?eklinde b?k?lm?? bir polipeptit zinciridir. ?kincil yap?daki etkile?imin daha g??l? olmas? i?in sarmal?n d?n??leri aras?ndaki –S–S– s?lfit k?pr?leri yard?m?yla molek?l i?i etkile?im meydana gelir. Bu, bu yap?n?n sa?laml???n? sa?lar. ???nc?l yap?, k?recikler halinde b?k?lm?? ikincil bir sarmal yap?d?r - kompakt topaklar. Bu yap?lar di?er organik molek?llere g?re h?crelerde maksimum dayan?kl?l?k ve daha fazla bolluk sa?lar.

DNA ?ift sarmall?d?r, RNA ise tek n?kleotit zinciridir.

Hangi RNA t?rlerini biliyorsunuz?

i-RNA, t-RNA, r-RNA.

mRNA - DNA matrisindeki ?ekirdekte sentezlenir ve protein sentezinin temelini olu?turur.

tRNA - amino asitlerin protein sentezi b?lgesine - ribozomlara ta??nmas?.

Ribozomal alt birimler nerede olu?ur?

r-RNA, ?ekirde?in n?kleollerinde sentezlenir ve h?crenin ribozomlar?n? olu?turur.

Ribozomlar h?crede hangi i?levi yerine getirir?

Protein biyosentezi - bir protein molek?l?n?n toplanmas?

Sorular? ve ?devleri g?zden ge?irin

1. “Hayat” kavram?n?n tam tan?m?n? hat?rlay?n.

F. Engels “Ya?am, protein cisimlerinin varolu? bi?imidir, temel noktas?, maddelerin kendilerini ?evreleyen d?? do?ayla s?rekli de?i?imidir ve bu metabolizman?n durmas?yla birlikte ya?am da durur, bu da ayr??maya yol a?ar. protein. ?norganik cisimlerde de benzer bir metabolizma meydana gelebilir; bu, zamanla her yerde meydana gelir; ??nk? kimyasal olaylar ?ok yava? da olsa her yerde meydana gelir. Ancak aradaki fark, inorganik cisimlerde metabolizman?n onlar? yok etmesi, organik cisimlerde ise bu onlar?n varl??? i?in gerekli bir ko?uldur."

2. Genetik kodun temel ?zelliklerini adland?r?n ve anlamlar?n? a??klay?n.

Kod ??l? ve gereksizdir - 4 n?kleotidden 64 farkl? ??l? olu?turabilirsiniz; 64 amino asidi kodlar ancak canl?larda yaln?zca 20 tanesi kullan?l?r.

Kod nettir; her ??l? yaln?zca bir amino asidi ?ifreler.

Genler aras?nda noktalama i?aretleri vard?r; monoton bir n?kleotid dizisinin ??l?ler halinde do?ru ?ekilde gruplanmas? i?in i?aretler gereklidir, ??nk? ???zler aras?nda herhangi bir b?l?m i?areti yoktur. Gen i?aretlemenin rol?, herhangi bir amino asidi kodlamayan ?? ??l? taraf?ndan ger?ekle?tirilir - UAA, UAG, UGA. C?mledeki nokta gibi bir protein molek?l?n?n sonunu belirtirler.

Genin i?inde hi?bir noktalama i?areti yoktur; ??nk? gen kodu bir dil gibidir; ?rnek ifadeyi kullanarak bu ?zelli?e bakal?m:

SESS?Z B?R KED? VARDI VE O KED? BEN?M ???N ?Y?YD?

Gen ?u ?ekilde saklan?r:

ZHILBYLKOTTIKHBYLSERMILMNETOTKOT

Noktalama i?aretleri olmasa bile ??l?ler do?ru ?ekilde grupland?r?l?rsa anlam geri kazan?lacakt?r. Grupland?rmaya ikinci harfle (ikinci n?kleotid) ba?larsak a?a??daki diziyi elde ederiz:

ILB YLK OTT IHB YLS ERM ILM NO OTK OT

Bu dizinin art?k biyolojik bir anlam? yoktur ve uyguland??? takdirde sonu?, s?z konusu organizmaya yabanc? bir madde olacakt?r. Bu nedenle, DNA zincirindeki bir genin kesin olarak sabit bir okuma ba?lang?c? ve sonu vard?r.

Kod evrenseldir; D?nya'da ya?ayan t?m canl?lar i?in ayn?d?r: bakterilerde, mantarlarda ve insanlarda ayn? ??l?ler ayn? amino asitleri kodlar.

3. Kal?tsal bilginin nesilden nesile ve ?ekirdekten sitoplazmaya, protein sentezi b?lgesine aktar?lmas?n?n alt?nda hangi s?re?ler yatmaktad?r?

Mayoz, kal?tsal bilgilerin nesilden nesile aktar?lmas?n?n temelidir. Transkripsiyon (Latince transkripsiyondan - yeniden yazma). Proteinlerin yap?s?na ili?kin bilgiler h?cre ?ekirde?inde DNA ?eklinde depolan?r ve protein sentezi sitoplazmadaki ribozomlarda ger?ekle?ir. Messenger RNA, belirli bir protein molek?l?n?n yap?s? hakk?ndaki bilgileri sentez yerine ileten bir arac? g?revi g?r?r. Yay?n (Lat. ?eviriden - aktar?m). mRNA molek?lleri n?kleer g?zeneklerden sitoplazmaya ??kar; burada kal?tsal bilginin uygulanmas?n?n ikinci a?amas? ba?lar - bilginin RNA'n?n "dilinden" proteinin "diline" ?evrilmesi.

4. T?m ribon?kleik asit t?rleri nerede sentezlenir?

T?m RNA t?rleri bir DNA ?ablonu ?zerinde sentezlenir.

5. Protein sentezinin nerede ger?ekle?ti?ini ve nas?l yap?ld???n? anlat?n.

Protein biyosentezinin a?amalar?:

– Transkripsiyon (Latince yeniden yaz?mdan): Bir DNA matrisi ?zerinde mRNA sentezi s?reci, bu, genetik bilginin DNA'dan RNA'ya aktar?lmas?d?r, transkripsiyon, RNA polimeraz enzimi taraf?ndan katalize edilir. 1) RNA polimeraz?n hareketleri - DNA ?ift sarmal?n?n ??z?lmesi ve restorasyonu, 2) DNA geninden gelen bilgiler - tamamlay?c?l?k ilkesine g?re mRNA'ya.

– Amino asitlerin t-RNA ile ba?lant?s?: t-RNA'n?n yap?s?: 1) Amino asit, antikodon'a kar??l?k gelen t-RNA sentetaz enzimi kullan?larak t-RNA'ya kovalent olarak ba?lan?r, 2) Belirli bir amino asit ba?lan?r. t-RNA yapra??n?n yaprak sap?na

– ?eviri: sitoplazmada meydana gelen, amino asitlerden mRNA'ya ribozomal protein sentezi. 1) Ba?latma - sentezin ba?lang?c?. 2) Uzama - protein sentezinin kendisi. 3) Sonland?rma - bir durdurma kodonunun tan?nmas? - sentezin sonu.

6. ?ek. 45. ?ekilde g?sterilen ribozomun mRNA'ya g?re hangi y?nde (sa?dan sola veya soldan sa?a) hareket etti?ini belirleyin. Demek istedi?ini kan?tla.

?-RNA sa?a do?ru hareket eder; birden fazla ribozom (polizom) ayn? anda i-RNA'n?n bir ipli?i ?zerinde oturabildi?inden, s?re?lere m?dahale etmemek i?in ribozom her zaman ters y?nde hareket eder. Ayn? zamanda t-RNA'lar?n t?pk? ribozom gibi sa?dan sola do?ru hangi y?nde hareket etti?ini de g?sterir.

D???nmek! Hat?rlamak!

1. Karbonhidratlar neden bilgi depolama i?levini yerine getiremiyor?

Karbonhidratlarda tamamlay?c?l?k ilkesi yoktur, genetik kopya olu?turmak imkans?zd?r.

2. H?crede sentezlenen protein d??? molek?llerin yap? ve i?levlerine ili?kin kal?tsal bilgiler nas?l ger?ekle?ir?

H?crelerde ya?lar, karbonhidratlar, vitaminler vb. gibi di?er organik molek?llerin olu?umu, kataliz?r proteinlerin (enzimler) etkisiyle ili?kilidir. ?rne?in insanlarda ya?lar?n sentezini sa?layan enzimler insan lipitlerini “yapar”, ay?i?e?indeki benzer kataliz?rler ise ay?i?ek ya??n? olu?turur. Hayvanlarda karbonhidrat metabolizmas?n?n enzimleri yedek madde glikojeni olu?turur ve bitkilerde fazla glikoz oldu?unda ni?asta sentezlenir.

3. DNA molek?lleri hangi yap?sal durumda genetik bilgi kayna?? olabilir?

Spiralle?me durumunda, bu durumda DNA kromozomlar?n bir par?as? oldu?undan.

4. RNA molek?llerinin hangi yap?sal ?zellikleri, bir proteinin yap?s? hakk?ndaki bilgileri kromozomlardan sentez yerine aktarma i?levini sa?lar?

mRNA - DNA matrisindeki ?ekirdekte sentezlenir ve protein sentezinin temelini olu?turur. RNA'n?n bile?imi, DNA'ya k?yasla k???k boyutlu (n?kleotidlerden ??k??? sa?layan) DNA n?kleotidlerini tamamlay?c? n?kleotidlerdir.

5. DNA molek?l?n?n neden ?? tip n?kleotidden olu?turulamayaca??n? a??klay?n.

Kod ??l? ve gereksizdir - 4 n?kleotidden 64 farkl? ??l? (43) olu?turabilirsiniz, yani. 64 amino asit kodlar, ancak canl?larda sadece 20 tanesi kullan?l?r.Bu, herhangi bir n?kleotidin de?i?tirilmesi i?in gereklidir, e?er aniden h?crede olmazsa, o n?kleotit otomatik olarak ayn? amino asidi kodlayan benzer bir n?kleotitle de?i?tirilecektir. E?er ?? n?kleotid olsayd?, 33 say?s? yaln?zca 9 amino asit olurdu ki bu imkans?zd?r, ??nk? herhangi bir organizma i?in 20 amino asit gereklidir.

6. Matris sentezine dayal? teknolojik s?re?lere ?rnekler verin.

Matris yaz?c?,

Nanoteknoloji,

Kamera matrisi

Diz?st? bilgisayar ekran? matrisi

S?v? kristal ekranlar?n matrisi

7. Bir deney s?ras?nda protein sentezi i?in timsah h?crelerinden tRNA, maymun amino asitleri, pamuk?uk ATP'si, kutup ay?s? mRNA's?, a?a? kurba?as? ve turna ribozomlar?ndan gerekli enzimlerin al?nd???n? d???n?n. Sonu?ta kimin proteini sentezlendi? Bak?? a??n?z? a??klay?n.

Genetik kod, kutup ay?s? anlam?na gelen mRNA'da ?ifrelenmi?tir.