Bună ziua, dragii mei! Lecția de astăzi este despre sinteza proteinelor. Informația despre sinteza proteinelor este înscrisă în macromolecula de ADN sub formă de codon.
Așa cum am prezentat în lecția anterioară, codul genetic determină ordinea și succesiunea aminoacizilor în catena polipeptidică. Un fragment din macromolecula de ADN reprezintă o genă care conține informația necesară sinteziei unei proteine. Putem spune că cele 30.000 de gene conțin informația pentru sinteza a 30.000 de proteine. Deci, o genă, o proteină.
Genele din structura ADN-ului sunt inactive datorită faptului că cele două catene ale ADN-ului sunt înfășurate elicoidal una în jurul celeilalte. În momentul în care este nevoie de o anumită proteină, se activează numai acel segment din ADN care conține informația specifică pentru sinteza acelei proteine. proteine.
Activarea se face cu ajutorul enzimei ADN helicază care desface segmentul de genă, desface ADN-ul în cele două catene. Catenele desfășurate permit începerea sau inițierea transcripției, prima etapă a sintezei proteinelor, transcripția. Cu ajutorul RNA polimerazei se formează RNA-ul mesager prin atașarea în structura sa a nucleotidelor complementare catenei de ADN informațională.
Se copiază o singură catenă a ADN-ului din structura unei gene. Cealaltă catenă stă în așteptare, este inactivă și este și numită catena dormantă, până la finalizarea transcripției, după care, prin spiralizarea din nou acelor doi, două catene, gena devine din nou inactivă. Prin copierea informației se formează RNA-ul mesager, precursor sau prematur, care conține toate nucleotidele complementare catenei de ADN copiată. Printre nucleotide există și unele nucleotide care se repetă la infinit, spre exemplu, adenina, adenina, adenina, adenina, deci se repetă de zeci și sute de ori aceeași și catenă și ca atare segmentele acestea de ADN nu codifică nicio informație și aceste secvențe se numesc introni.
Pentru a se forma ARN-ul mesager care să conțină strict informația ereditară, enzimele vor segmenta ARN-ul mesager precursor și vor îndepărta intronii. adică secvențele non-informaționale, rămânând numai acele secvențe informaționale. În toată structura ADN-ului, cea mai mare parte o dețin intronii, secvențele non-informaționale.
Din tot genomul, secvențele informaționale reprezintă reprezintă doar 5%. Exonii, secvențele informaționale eliberate dintre introni, cu ajutorul unor enzime, se vor lega și vor forma ARN-ul mesager. Paralel cu...
Procesul de transcriptie și formare a RNA-ului mesager se sintetizează și celelalte tipuri de RNA necesari celei de a doua etapă a sintezei proteinelor și anume necesare translației. Și anume se sintetizează RNA ribozomal și RNA de transport sau de transfer. Toate tipurile de RNA sintetizate în nucleu vor părăsi nucleul prin porii membranei și vor ajunge în citoplasmă. În citoplasmă are loc cea de-a doua etapă a procesului de sinteză a proteinelor și anume translația, adică transferul informației genetice dintr-o catenă de RNA mesager într-o catenă polipeptidică. RNA-ul ribozomal asigură cuplarea subunităților ribozomale și legarea lor de RNA-ul mesager.
Ele se leagă de codonul care inițiază transferul. și vor asigura procesul de transcripție. În paralel cu cuplarea ribozomilor de ARN-ul mesager, se produce și activarea aminoacizilor prin legarea aminoacizilor de adenozin trifosfat cu ajutorul enzimelor aminoacil sintetaze. Adenozin trifosfatul se va desface eliberând din structura sa energia necesară activării aminoacizilor. Ulterior, adenozin monofosfatul se va reface, va reface molecula de adenozin trifosfat, acesta fiind recirculabil.
Aceleași enzime vor ajuta și la fixarea aminoacidului de RNA de transport. RNA-ul de transfer prezintă doi poli funcționali. Unul, ce deține anticodonul, adică codonul complementar codonului din RNA-Messager. Spre exemplu, în RNA-Messager avem codonul uracil-citozină-citozină, anticodonul RN-ului de transfer va avea adenină-guanină-guanină. Conform acestui codon, îi corespunde un anumit aminoacid și acela va fi legat de RN-ul de transfer.
Așa că din cele 20 de tipuri de aminoacizi prezenți în citoplasmă, vor fi transferați la locul sintezei doar acei aminoacizi corespunzători secvențelor informaționale din RN-ul mesager. ARN-ul de transport aduce aminoacidul, ribozomii leagă aminoacidul unul de altul, realizând și contribuind la formarea catenei polipeptidice, iar ARN-ul de transfer, după ce a lăsat aminoacidul la locul sintezei, se întoarce în citoplazmă și își va relua activitatea atunci când este nevoie. Asemenea unei benzi magnetice, ARN-ul mesager trece peste dispozitivul de citire.
și ribozomii adaugă aminoacid după aminoacid, catena polipeptidică alungindu-se până în momentul când în catena de RN-Mesager apare codonul STOP care sistează sinteza proteină. Între timp, RN-Mesager cu codonul de inițiere a sintezei se va acupla cu alți ribozomi și vor asigura în continuare sinteza aceleiași proteine până când aceasta ajunge la cantitatea necesară celulei. în acel moment. Spre exemplu, dacă nivelul glicemiei este mare, se va sintetiza insulină suficientă încât să aducă nivelul glucozei din sânge la normal.
Deci dacă glicemia va fi foarte mare și cantitatea de insulină va fi foarte mare, pentru că ea va asigura scăderea nivelului de glucoză din sânge. Deci dacă s-a satisfăcut necesarul de proteine, ADN-ul, pentru a nu se mai sintetiza în continuare aceeași proteină, spre exemplu, a nu se sintetiza în continuare insulina după ce nivelul glucozei a ajuns la normal, pentru că în această situație ar scădea foarte mult nivelul glucozei, RNA-ul mesager trebuie supus denaturării sau dezintegrării. Astfel, cu ajutorul enzimelor, vor fi secționate nucleotidele, care rămânând libere, vor intra prin porii nucleului, prin membrane nucleare în nucleu, din citoplasmă în nucleu, și vor intra în sinteza altor proteine.
altor acizi. După cum vedeți, sinteza proteinilor nu este întâmplătoare, nu se realizează la voia întâmplării, ci în funcție de nevoile de moment ale corpului. Deoarece proteinele dețin aproximativ 50% din substanța uscată a celulelor, ele au un rol foarte important atât structural cât și funcțional.
De ele este nevoie în fiecare clipă a... desfășurării vieții intervenând în metabolismul celular și de aceea nu este lăsată la întâmplare sinteza proteinelor. Există un control genetic al sintezei și anume, acest control are 5 niveluri de acțiune.
Astfel, primul nivel este nivelul transcripțional, adică se recunoaște care este gena după care se sintetizează proteina necesară în acel moment în organism. Al doilea nivel este nivelul de maturare prin care se elimină secvențele non-informaționale, constituindu-se numai RNA-ul mesager cu secvențele informaționale. Al treilea nivel de reglaj este reglarea transferului din nucleu în citoplasmă, care din RNA-ul sintetizat în nucleu poate ajunge și este nevoie să ajungă în citoplasmă. De asemenea și cantitățile de RNA ribozomal și de RNA de transport.
Al patrulea nivel este nivelul translațional, adică câtă cantitate de proteine avem nevoie în acel moment, câtă cantitate de insulină este necesară în momentul când s-a atins nivelul normal de insulină. se sistează translația și se urmează al cincilea nivel de degradare a nucleotidelor RNA-ului mesager pentru a nu se realiza în continuare sinteza acelei proteine pentru corpul. nu mai are nevoie.
Cunoscând acest mecanism biochimic, controlat de materialul genetic, veți putea înțelege mai ușor toată activitatea metabolică a celulelor. Lucru despre care vom vorbi într-o lecție viitoare. Vă doresc spor la învățat.
La revedere!