Ak chcete študovať procesy prebiehajúce v tele, musíte vedieť, čo sa deje na bunkovej úrovni. Kde hrajú dôležitú úlohu bielkoviny. Je potrebné študovať nielen ich funkcie, ale aj proces tvorby. Preto je dôležité stručne a jasne vysvetliť biosyntézu bielkovín. Stupeň 9 je na to najvhodnejší. Práve v tomto štádiu majú študenti dostatok vedomostí na to, aby téme porozumeli.
Proteíny – čo to je a na čo slúžia
Tieto makromolekulárne zlúčeniny hrajú obrovskú úlohu v živote každého organizmu. Proteíny sú polyméry, to znamená, že pozostávajú z mnohých podobných „kúskov“. Ich počet sa môže pohybovať od niekoľkých stoviek až po tisíce.
Proteíny vykonávajú v bunke mnoho funkcií. Ich úloha je tiež skvelá na vyšších úrovniach organizácie: tkanivá a orgány vo veľkej miere závisia od správneho fungovania rôznych proteínov.
Napríklad všetky hormóny sú bielkovinového pôvodu. Ale práve tieto látky riadia všetky procesy v tele.
Hemoglobín je tiež proteín, skladá sa zo štyroch reťazcov, ktoré sú v stredespojené atómom železa. Táto štruktúra umožňuje červeným krvinkám prenášať kyslík.
Pripomeňme, že všetky membrány obsahujú proteíny. Sú nevyhnutné na transport látok cez bunkovú membránu.
Proteínové molekuly majú oveľa viac funkcií, ktoré vykonávajú jasne a bez akýchkoľvek pochybností. Tieto úžasné zlúčeniny sú veľmi rôznorodé nielen vo svojich úlohách v bunke, ale aj v štruktúre.
Kde prebieha syntéza
Ribozóm je organela, v ktorej prebieha hlavná časť procesu nazývaného „biosyntéza bielkovín“. 9. ročník na rôznych školách sa líši v učebných osnovách štúdia biológie, ale mnohí učitelia poskytujú materiál o organelách vopred, ešte pred štúdiom prekladu.
Preto bude pre študentov ľahké zapamätať si preberanú látku a upevniť si ju. Mali by ste si uvedomiť, že na jednej organele môže byť súčasne vytvorený iba jeden polypeptidový reťazec. To nestačí na uspokojenie všetkých potrieb bunky. Preto existuje veľa ribozómov a najčastejšie sú kombinované s endoplazmatickým retikulom.
Takýto EPS sa nazýva hrubý. Výhoda takejto „spolupráce“je zrejmá: ihneď po syntéze proteín vstupuje do transportného kanála a môže byť bez meškania odoslaný na miesto určenia.
Ak však vezmeme do úvahy úplný začiatok, a to čítanie informácie z DNA, tak môžeme povedať, že biosyntéza bielkovín v živej bunke začína v jadre. Tu sa syntetizuje messenger RNA.ktorý obsahuje genetický kód.
Požadované materiály – aminokyseliny, miesto syntézy – ribozóm
Zdá sa, že je ťažké vysvetliť, ako prebieha biosyntéza bielkovín, stručne a jasne, diagram procesu a početné nákresy sú jednoducho potrebné. Pomôžu sprostredkovať všetky informácie a študenti si ich budú môcť ľahšie zapamätať.
V prvom rade syntéza vyžaduje „stavebný materiál“– aminokyseliny. Niektoré z nich produkuje telo. Ostatné sa dajú získať len z potravy, nazývajú sa nepostrádateľné.
Celkový počet aminokyselín je dvadsať, no vďaka obrovskému množstvu možností, v ktorých sa dajú zoradiť do dlhého reťazca, sú molekuly bielkovín veľmi rôznorodé. Tieto kyseliny majú podobnú štruktúru, ale líšia sa v radikáloch.
Práve vlastnosti týchto častí každej aminokyseliny určujú, akú štruktúru sa výsledný reťazec „zloží“, či vytvorí kvartérnu štruktúru s inými reťazcami a aké vlastnosti bude mať výsledná makromolekula.
Proces biosyntézy bielkovín nemôže prebiehať jednoducho v cytoplazme, potrebuje ribozóm. Táto organela sa skladá z dvoch podjednotiek – veľkej a malej. V pokoji sú oddelené, ale akonáhle začne syntéza, okamžite sa spoja a začnú pracovať.
Tak odlišné a dôležité ribonukleové kyseliny
Aby ste priniesli aminokyselinu do ribozómu, potrebujete špeciálnu RNA nazývanú transport. Prejeho skratky znamenajú tRNA. Táto jednovláknová molekula ďateliny je schopná pripojiť jedinú aminokyselinu na svoj voľný koniec a dopraviť ju na miesto syntézy bielkovín.
Ďalšia RNA zapojená do syntézy bielkovín sa nazýva matrica (informácia). Nesie rovnako dôležitú zložku syntézy – kód, ktorý jasne hovorí, kedy ktorú aminokyselinu priradiť k výslednému proteínovému reťazcu.
Táto molekula má jednovláknovú štruktúru, pozostáva z nukleotidov, rovnako ako DNA. Existujú určité rozdiely v primárnej štruktúre týchto nukleových kyselín, o ktorých si môžete prečítať v porovnávacom článku o RNA a DNA.
Informácie o zložení proteínu mRNA dostáva od hlavného správcu genetického kódu – DNA. Proces čítania deoxyribonukleovej kyseliny a syntézy mRNA sa nazýva transkripcia.
Vyskytuje sa v jadre, odkiaľ sa výsledná mRNA posiela do ribozómu. Samotná DNA neopúšťa jadro, jej úlohou je iba zachovať genetický kód a pri delení ho preniesť do dcérskej bunky.
Súhrnná tabuľka hlavných účastníkov vysielania
Aby bolo možné stručne a jasne opísať biosyntézu bielkovín, je jednoducho potrebná tabuľka. V ňom si zapíšeme všetky komponenty a ich úlohu v tomto procese, ktorý sa nazýva preklad.
| Čo je potrebné na syntézu | Akú úlohu zohráva |
| Aminokyseliny | Slúžiť ako stavebný kameň pre proteínový reťazec |
| Ribosome | Súmiesto vysielania |
| tRNA | Transportuje aminokyseliny do ribozómov |
| mRNA | Poskytuje informácie o sekvencii aminokyselín v proteíne na miesto syntézy |
Ten istý proces vytvárania proteínového reťazca je rozdelený do troch etáp. Pozrime sa na každú z nich podrobnejšie. Potom môžete jednoducho vysvetliť biosyntézu bielkovín každému, kto to chce, stručne a jasne.
Iniciácia – začiatok procesu
Toto je počiatočná fáza translácie, v ktorej sa malá podjednotka ribozómu spája s úplne prvou tRNA. Táto ribonukleová kyselina nesie aminokyselinu metionín. Preklad vždy začína touto aminokyselinou, pretože štartovací kodón je AUG, ktorý kóduje tento prvý monomér v proteínovom reťazci.
Aby ribozóm rozpoznal štartovací kodón a nezačal syntézu od stredu génu, kde môže byť aj AUG sekvencia, je okolo štartovacieho kodónu umiestnená špeciálna nukleotidová sekvencia. Práve podľa nich ribozóm rozpozná miesto, kde by mala sedieť jeho malá podjednotka.
Po vytvorení komplexu s mRNA sa iniciačná fáza končí. A začína sa hlavná fáza vysielania.
Predĺženie je stredom syntézy
V tejto fáze dochádza k postupnému nárastu proteínového reťazca. Trvanie predĺženia závisí od počtu aminokyselín v proteíne.
V prvom rade k malýmväčšia podjednotka ribozómu je pripojená. A počiatočná t-RNA je úplne v ňom. Vonku zostáva iba metionín. Potom druhá t-RNA nesúca inú aminokyselinu vstupuje do veľkej podjednotky.
Ak sa druhý kodón na mRNA zhoduje s antikodónom v hornej časti ďatelinového listu, druhá aminokyselina je pripojená k prvej prostredníctvom peptidovej väzby.
Potom sa ribozóm presunie pozdĺž m-RNA presne o tri nukleotidy (jeden kodón), prvá t-RNA od seba oddelí metionín a oddelí sa od komplexu. Na jej mieste je druhá t-RNA, na konci ktorej sú už dve aminokyseliny.
Potom tretia t-RNA vstúpi do veľkej podjednotky a proces sa opakuje. Bude pokračovať, kým ribozóm nenarazí na kodón v mRNA, ktorý signalizuje koniec translácie.
Ukončenie
Toto je posledný krok, niekomu sa môže zdať dosť krutý. Všetky molekuly a organely, ktoré tak dobre spolupracovali na vytvorení polypeptidového reťazca, sa zastavia hneď, ako ribozóm zasiahne terminálny kodón.
Nekóduje žiadnu aminokyselinu, takže akákoľvek tRNA, ktorá sa dostane do veľkej podjednotky, bude odmietnutá z dôvodu nesúladu. Tu vstupujú do hry terminačné faktory, ktoré oddeľujú hotový proteín od ribozómu.
Samotná organela sa môže rozdeliť na dve podjednotky alebo pokračovať v mRNA pri hľadaní nového štartovacieho kodónu. Jedna mRNA môže mať niekoľko ribozómov naraz. Každý z nich je vo svojom štádiu.preklady. Novovytvorený proteín je opatrený markermi, pomocou ktorých bude jeho určenie každému jasné. A EPS to pošle tam, kde je to potrebné.
Pre pochopenie úlohy biosyntézy bielkovín je potrebné študovať, aké funkcie môže vykonávať. Závisí to od poradia aminokyselín v reťazci. Práve ich vlastnosti určujú sekundárnu, terciárnu a niekedy aj kvartérnu (ak existuje) proteínovú štruktúru a jej úlohu v bunke. Viac o funkciách proteínových molekúl si môžete prečítať v článku na túto tému.
Ako sa dozvedieť viac o streamovaní
Tento článok popisuje biosyntézu bielkovín v živej bunke. Samozrejme, ak študujete tému hlbšie, bude trvať veľa strán, kým sa proces do všetkých podrobností vysvetlí. Ale na všeobecnú predstavu by mal stačiť uvedený materiál. Na pochopenie môžu byť veľmi užitočné videomateriály, v ktorých vedci simulovali všetky fázy prekladu. Niektoré z nich boli preložené do ruštiny a môžu slúžiť ako skvelý sprievodca pre študentov alebo len vzdelávacie video.
Ak chcete lepšie porozumieť téme, mali by ste si prečítať ďalšie články na súvisiace témy. Napríklad o nukleových kyselinách alebo o funkciách bielkovín.
