Da biste proučavali procese koji se odvijaju u tijelu, morate znati šta se dešava na ćelijskom nivou. 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 ovo najbolje odgovara 9. razred. U ovoj fazi studenti imaju dovoljno znanja da razumiju temu.
Proteini - šta je to i čemu služe
Ova makromolekularna jedinjenja igraju ogromnu ulogu u životu svakog organizma. Proteini su polimeri, odnosno sastoje se od mnogo sličnih „komadića“. Njihov broj može varirati od nekoliko stotina do hiljada.
Proteini obavljaju mnoge funkcije u ćeliji. Njihova uloga je velika i na višim nivoima organizacije: tkiva i organi uvelike zavise od pravilnog funkcionisanja različitih proteina.
Na primjer, svi hormoni su proteinskog porijekla. Ali upravo te supstance kontrolišu sve procese u telu.
Hemoglobin je takođe protein, sastoji se od četiri lanca, koji se nalaze u centrupovezani atomom gvožđa. Ova struktura omogućava crvenim krvnim zrncima da nose kiseonik.
Podsjetimo da sve membrane sadrže proteine. Oni su neophodni za transport supstanci kroz ćelijsku membranu.
Postoji mnogo više funkcija proteinskih molekula koje oni obavljaju jasno i bespogovorno. Ova neverovatna jedinjenja su veoma raznolika ne samo po svojim ulogama u ćeliji, već i po strukturi.
Gdje se odvija sinteza
Ribozom 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 učenja biologije, ali mnogi nastavnici 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 samo jedan polipeptidni lanac može stvoriti na jednoj organeli u isto vrijeme. Ovo nije dovoljno da zadovolji sve potrebe ćelije. Dakle, ribozoma ima puno, a najčešće su u kombinaciji sa endoplazmatskim retikulumom.
Takav EPS se naziva grubim. Prednost takve "saradnje" je očigledna: 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 ćeliji počinje u jezgru. Ovdje se sintetiše glasnička RNK.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 neophodni. Oni će pomoći u prenošenju svih informacija, a učenici će ih lakše zapamtiti.
Pre svega, za sintezu je potreban "građevinski materijal" - aminokiseline. Neke od njih proizvodi tijelo. Ostale se mogu dobiti samo hranom, nazivaju se neizostavnim.
Ukupan broj aminokiselina je dvadeset, ali zbog ogromnog broja opcija u kojima se mogu rasporediti u dugi lanac, proteinski molekuli su veoma raznoliki. Ove kiseline su slične strukture, ali se razlikuju po radikalima.
Svojstva ovih dijelova svake aminokiseline određuju koju će strukturu rezultirajući lanac „presaviti“, da li će formirati kvaternarnu strukturu s drugim lancima i koja svojstva će rezultujuća makromolekula imati.
Proces biosinteze proteina ne može se odvijati jednostavno u citoplazmi, potreban je ribozom. Ova organela se sastoji od dvije podjedinice - velike i male. U mirovanju su razdvojeni, ali čim započne sinteza, odmah se povezuju i počinju da rade.
Tako različite i važne ribonukleinske kiseline
Da biste doveli aminokiselinu u ribozom, potrebna vam je posebna RNK koja se zove transport. Zanjegove skraćenice označavaju tRNA. Ova jednolančana molekula lista djeteline može vezati jednu aminokiselinu na svoj slobodni kraj i odvesti je do mjesta sinteze proteina.
Druga RNK uključena u sintezu proteina naziva se matriks (informacija). Sadrži podjednako važnu komponentu sinteze - šifru koja jasno navodi kada koju aminokiselinu vezati u nastali proteinski lanac.
Ovaj molekul 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 uporednom članku o RNK i DNK.
Informaciju o sastavu proteina mRNA dobija od glavnog čuvara genetskog koda - DNK. Proces čitanja deoksiribonukleinske kiseline i sinteze mRNA naziva se transkripcija.
Dešava se u jezgru, odakle se rezultirajuća mRNA šalje u ribozom. Sama DNK ne napušta jezgro, njen zadatak je samo da sačuva genetski kod i prenese ga u ćeliju ćerku tokom diobe.
Zbirna tabela glavnih učesnika emisije
Da bi se sažeto i jasno opisala biosinteza proteina, tabela je jednostavno neophodna. U njemu ćemo zapisati sve komponente i njihovu ulogu u ovom procesu, koji se zove prevođenje.
| Šta je potrebno za sintezu | Koju ulogu ima |
| Aminokiseline | Služi kao gradivni blok za proteinski lanac |
| Ribosome | Arelokacija emitiranja |
| tRNA | Transportira aminokiseline do ribozoma |
| mRNA | Isporučuje informacije o slijedu aminokiselina u proteinu do mjesta sinteze |
Sasvim isti proces stvaranja proteinskog lanca podijeljen je u tri faze. Pogledajmo svaki od njih detaljnije. Nakon toga možete lako 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 sa prvom tRNA. Ova ribonukleinska kiselina nosi aminokiselinu metionin. Translacija uvijek počinje ovom aminokiselinom, pošto je početni kodon AUG, koji kodira ovaj prvi monomer u proteinskom lancu.
Da bi ribosom prepoznao startni kodon i ne bi započeo sintezu od sredine gena, gdje može biti i AUG sekvenca, oko startnog kodona se nalazi posebna nukleotidna sekvenca. Po njima ribosom prepoznaje mjesto gdje bi trebala sjediti njegova mala podjedinica.
Nakon formiranja kompleksa sa mRNA, faza inicijacije se završava. I počinje glavna faza emitovanja.
Elongacija je sredina sinteze
U ovoj fazi dolazi do postepenog povećanja proteinskog lanca. Trajanje elongacije zavisi od broja aminokiselina u proteinu.
Prije svega prema malomveća podjedinica ribozoma je pričvršćena. I početna t-RNA je u potpunosti u njoj. Napolju ostaje samo metionin. Zatim, druga t-RNA koja nosi drugu aminokiselinu ulazi u veliku podjedinicu.
Ako se drugi kodon na mRNA poklapa sa antikodonom na vrhu lista djeteline, druga aminokiselina je vezana za prvu preko peptidne veze.
Nakon toga, ribosom se kreće duž m-RNA tačno 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. To će se nastaviti sve dok ribosom ne pogodi kodon u mRNA koji signalizira kraj translacije.
Raskid
Ovo je posljednji korak, neki će ga možda smatrati prilično okrutnim. Svi molekuli i organele koje su tako dobro radile zajedno na stvaranju polipeptidnog lanca prestaju čim ribosom dotakne terminalni kodon.
Ne kodira nijednu aminokiselinu, tako da će sve tRNA ući u veliku podjedinicu biti odbijeno zbog nepodudaranja. Ovdje dolaze u igru faktori terminacije, koji odvajaju gotov protein od ribozoma.
Sama organela se može ili podijeliti na dvije podjedinice ili nastaviti niz mRNA u potrazi za novim početnim kodonom. Jedna mRNA može imati nekoliko ribozoma odjednom. Svaki od njih je u svojoj fazi. Novostvoreni protein je opremljen markerima uz pomoć kojih će svima biti jasno njegovo odredište. A EPS-om će biti poslat tamo gdje je potrebno.
Da bismo razumjeli ulogu biosinteze proteina, potrebno je proučiti koje funkcije ona može obavljati. Zavisi od redoslijeda aminokiselina u lancu. Njihova svojstva određuju sekundarnu, tercijarnu, a ponekad i kvaternarnu (ako postoji) strukturu proteina i njegovu ulogu u ćeliji. Više o funkcijama proteinskih molekula možete pročitati u članku na ovu temu.
Kako saznati više o streamingu
Ovaj članak opisuje biosintezu proteina u živoj ćeliji. Naravno, ako dublje proučite temu, biće potrebno mnogo stranica da se proces objasni u svim detaljima. Ali gornji materijal bi trebao biti dovoljan za opštu ideju. Video materijali u kojima su naučnici simulirali sve faze prevođenja mogu biti vrlo korisni za razumijevanje. Neki od njih su prevedeni 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.
