СИНТЕЗ БІЛКА В КЛІТИНІ

Розглянемо принципові схеми регуляції синтезу білка, запропонованій 1961 р. французькими вченими Ф. Жакобом і Ж. Моно. Узагальнивши велику кількість даних, учені дійшли висновку, що в генній системі бактерій кишкової палички є три види генів: структурні гени, які продукують ферменти для найважливіших реакцій

2015-01-30

145.85 KB

1 чел.


Поделитесь работой в социальных сетях

Если эта работа Вам не подошла внизу страницы есть список похожих работ. Так же Вы можете воспользоваться кнопкой поиск


Лекція 4 СИНТЕЗ БІЛКА В КЛІТИНІ

Розглянемо, як інформація, записана в гені, передається  на  структуру білка, тобто  відбувається  синтез.

Спочатку за принципом комплементарності на гені, як ділянці молекули ДНК, синтезується іРНК, яка потім проходить крізь ядерну оболонку і прикріплюється до полісоми. Полісома — це 5—6 рибосом, зібраних разом (рис. 1). Далі іРНК рухається по полісомі, і в цей час на кожній рибосомі «висвітлюються» триплети, до яких за принципом комплементарності прикріплюються тРНК. Вони на протилежному кінці несуть відповідніамінокислоти. Для кожної амінокислоти є своя тРНК. У міру руху іРНК вимушена відокремлюватись тРНК, а амінокислота, принесена нею, залишається і з'єднується з іншою амінокислотою (рис. 2). Внаслідок багаторазового повторення таких дій утворюється молекула білка, яка надалі, завдяки пептидним зв'язкам, набуває вторинної, третинної і четвертинної структури. Процес зчитування інформації з ДНК на іРНК під час її синтезу називається транскрипцією (рис. 3), а процес передачі інформації з іРНК на структуру білка — трансляцією (рис. 4)

Первинна структура білків визначається порядком взаємного розміщення амінокислот у поліпептидному ланцюзі. Амінокислоти сполучені між собою пептидними зв'язками між своїми карбоксильними аміногрупами CONH.


Вторинна структура білка виникає за допомогою водневих зв'язків між NН- і СО-групами різних амінокислоти одному і тому самому поліпептидному ланцюзі, що призводить до згортання її в спіраль. Далі утворюються дисульфідні містки (SS) між цистеїнами даного поліпептиду, що й зумовлює появу складніших третинних структур білка. Потім об'єднуються два, чотири і більше поліпептидів і виникає четвертинна структура так званих глобулярних білків, тобто ферментів.

Слід зазначити, що основним у взаємовідношенні між ДНК і білками, є те, що специфічна структура білків визначається генетичною інформацією, записаною в молекулах ДНК. Явище відповідності будови гена і молекули білка називається колінеарністю.

1. РЕГУЛЯЦІЯ БІОСИНТЕЗУ БІЛКА В КЛІТИНІ

(РЕГУЛЯЦІЯ АКТИВНОСТІ ГЕНІВ)

Навіть у найпростіших живих істот геном, як правило, повністю не функціонує. Залежно від фази розвитку клітини, умов існування включається лише частина геному. Вважають, що тільки 5 % геномних генів працюють, тобто видають певну інформацію, а 95 % – знаходяться в неактивному стані. Крім того, ці 5 % активних генів не одні і ті самі. Черговість включення і виключення певних генів залежить від вікових особливостей розвитку тварин, а також від впливу умов зовнішнього середовища через гормональні та інші регуляторні системи. Складна біокібернетична регуляція активності генів забезпечує найефективніше, цілеспрямоване використання ресурсів організму, дає змогу уникнути затрат енергії і пластичних матеріалів на синтез сполук, не потрібних у даний час. Такий синтез з економічної точки зору для організму може бути не тільки не вигідний, а навіть шкідливий. У бактерій і вірусів існують різноманітні системи регуляції синтезу білка. У багатоклітинних організмів у процесі еволюції виробились механізми поділу функцій між різними групами клітин і тканинами. У таких спеціалізованих клітинах і тканинах тільки невелика частина геному залишається активною, не дивлячись на те, що кожна клітина багатоклітинного організму має повний набір інформації. Отже, успадковується не тільки геном (повний набір генів), а й система, що обмежує активну діяльність більшості генів. Систем регуляції синтезу білка на різних рівнях, наприклад транскрипції, трансляції, багато.

Розглянемо принципові схеми регуляції синтезу білка, запропонованій 1961 р. французькими вченими Ф. Жакобом і Ж. Моно. Узагальнивши велику кількість даних, учені дійшли висновку, що в генній системі бактерій кишкової палички є три види генів: структурні гени, які продукують ферменти для найважливіших реакцій, гени-оператори, що включають структурні гени і гени-регулятори, що виконують функцію керування структурними генами через гени-оператори. Структурні гени і гени-оператори разом становлять так званий оперон. Отже, регуляція синтезу конкретного білка-ферменту здійснюється системою генів, в яку входить ген-регулятор, ген-оператор і кілька (4–5) структурних генів (S1 S2, s3, S4).

Регуляція синтезу білків-ферментів здійснюється на основі індукції і репресії (рис. 5). Індуктори — це поживні речовини тваринного або рослинного походження (білки, жири тощо), що надходять в організм з кормом, для розщеплення яких потрібні відповідні ферменти. Репресор — це активний білок, продукт гена-регулятора. Суть репресії полягає в тому, що ген-регулятор постійно видає інформацію на синтез активного білка репресора, який, зв'язуючись з геном-оператором, блокує його і заважає включенню структурних генів, що не видають ніякої інформації. Однак з появою в клітині індуктора, наприклад цукру, для розщеплення якого потрібні певні ферменти, він зв'язує активний білок-репресор, інактивуючи його, і ген-оператор, звільняючись, стає активним і включає структурні гени. Структурні гени видають інформацію на синтез білків-ферментів, які розщеплюють цукор. Як тільки цукор повністю розщепиться, білок-репресор стає активним і блокує ген-оператор, внаслідок чого відключаються структурні гени. Отже, система певних генів включається і виключається залежно від надходження і розщеплення індуктора.

Друга схема реі-уляції активності генів пов'язана з синтезом структурних (пластичних) білків (рис. 18). Ген-регулятор постійно видає інформацію на синтез неактивного білка-апорепресора, який не активний і з'єднуватись з геном-оператором не може. Тому ген-опера-тор включає структурні гени. Останні видають інформацію на синтез пластичного білка доти, поки його не буде в надлишку.

При перевиробництві пластичного білка його надлишок – корепресор -—сполучається з неактивним білком-апорепресором, перетворює його в активний голорепресор, який блокує ген-оператор, а той відключає структурні гени. Як тільки надлишок пластичного білка виксг-ристає клітина, білок-апорепресор стає неактивним і система генів знову працює на синтез пластичного білка.

PAGE  4



 

Другие похожие работы, которые могут вас заинтересовать.
8603. Рибосоми. Синтез білка 22.58 KB
  Міжциклові: математика комбінаторика; внутрішньоциклові: хімія будова та властивості білків НК; міжтемні: рівні організації білкової молекули види РНК їх функції будова ДНК будова клітини.Транскрипція переписування передача інформації про структуру білка з ДНК на і РНК. Певна ділянка ДНК ген є матрицею для відповідної і – РНК. Синтезовані молекули і РНК переходять із ядра в цитоплазму а ДНК відновлює свою структуру.
8823. Обмін речовин і енергії в клітині 17.1 KB
  ОБМІН РЕЧОВИН ТА ПЕРЕТВОРЕННЯ ЕНЕРГІЇ У КЛІТИНІ ПЛАСТИЧНИЙ ОБМIН реакцiii синтезу енергiя органiчнi речовини реакцii ...
9844. Бактеріофаги. Зборка частин бактеріофага. Розвиток бактеріофага в клітині 3.45 MB
  Через 25 років після відкриття вірусів канадський вчений Фелікс д'Ерель за допомогою методу фільтрації виявив нову групу вірусів, які уражають бактерії – бактеріофаги. Це найбільша група вірусів. Не існує жодної бактерії, яка не могла б бути атакована фагом, в свою чергу кожен фаг є високоспецифічним та уражає лише певну бактерію
15147. Синтез азокрасителя 103.2 KB
  Отрасль химической промышленности производящая органические красители и промежуточные продукты необходимые для их производства называется анилинокрасочной промышленностью. Название это сложилось исторически так как первые синтетические красители были получены из анилина. Общая характеристика Красители химические соединения обладающие способностью интенсивно поглощать и преобразовывать энергию электромагнитного излучения в видимой и в ближних ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра и применяемые для придания этой способности...
2072. СИНТЕЗ ПЕРЕДАЧ 3.32 MB
  Розглянемо елементи зубчастого колеса. покажемо елементи зубчастого колеса. Поверхня 1 що відокремлює зуби від тіла зубчастого колеса називається поверхнею западин зубів. Поверхня 2 що обмежує зуби з боку протилежної тілу зубчастого колеса поверхня вершин зубів.
2154. Синтез стереоизображений 54.09 KB
  Для центра проекции левого глаза и центра проекции правого глаза мы имеем следующие координаты: В системе координат ОХY: Используя эти формулы получаем: полупаралакс: где F – фокусное расстояние Найдём значение...
5621. Синтез счетчика импульсов 60.25 KB
  Составление таблицы функционирования счетчика. Временная диаграмма работы счетчика. Основными характеристиками счетчика являются: модуль счета Kc – максимальное число импульсов которое может быть подсчитано счетчиком.
1943. Структурный синтез механизмов 360.1 KB
  В настоящее время традиционно выбор структуры вновь проектируемой машины ведут либо интуитивно опираясь на опыт и квалификацию разработчиков либо путем наслоения структурных групп [235811]. Структурный синтез простых и сложных механизмов с помощью структурных групп. Наиболее распространенным методом создания механизмов с замкнутыми кинематическими цепями в настоящее время является метод присоединения к элементарным механизмам структурных групп или групп ccyp. Кинематические цепи обладающие нулевой подвижностью относительно внешних...
2060. Синтез кулачкових механізмів 179.47 KB
  Їх поділяють також за видом руху кулачка та штовхача. Кулачковий механізм є центральним якщо вісь руху штовхача проходить через центр обертання кулачка рис. Рух штовхача може бути поступальним рис. тому що тут одна точка штовхача ковзає поверхнею кулачка і питомий тиск дуже великий.
2054. СТРУКТУРНИЙ СИНТЕЗ МЕХАНІЗМІВ 34.27 KB
  Назвемо умовно початкову ланку і стояк які утворюють КП 5го класу МЕХАНІЗМОМ 1го КЛАСУ рис. Механізм утворюють приєднанням структурних груп Ассура до механізму 1го чи декількох механізмів 1го класу. ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ КЛАСУ МЕХАНІЗМУ усі вищі пари 4го класу замінюємо нижчими 5го...
© "REFLEADER" http://refleader.ru/
Все права на сайт и размещенные работы
защищены законом об авторском праве.