Aby badać procesy zachodzące w ciele, musisz wiedzieć, co dzieje się na poziomie komórkowym. Gdzie białka odgrywają ważną rolę. Konieczne jest zbadanie nie tylko ich funkcji, ale także procesu tworzenia. Dlatego ważne jest zwięzłe i jasne wyjaśnienie biosyntezy białek. Klasa 9 najlepiej się do tego nadaje. Na tym etapie uczniowie mają wystarczającą wiedzę, aby zrozumieć temat.
Białka - co to jest i do czego służą
Te związki wielkocząsteczkowe odgrywają ogromną rolę w życiu każdego organizmu. Białka są polimerami, to znaczy składają się z wielu podobnych „kawałków”. Ich liczba może wahać się od kilkuset do tysięcy.
Białka pełnią wiele funkcji w komórce. Ich rola jest również świetna na wyższych poziomach organizacji: tkanki i narządy w dużej mierze zależą od prawidłowego funkcjonowania różnych białek.
Na przykład wszystkie hormony są pochodzenia białkowego. Ale to właśnie te substancje kontrolują wszystkie procesy w organizmie.
Hemoglobina jest również białkiem, składa się z czterech łańcuchów, które znajdują się w centrumpołączone atomem żelaza. Ta struktura umożliwia czerwonym krwinkom przenoszenie tlenu.
Przypomnij sobie, że wszystkie błony zawierają białka. Są niezbędne do transportu substancji przez błonę komórkową.
Istnieje o wiele więcej funkcji cząsteczek białka, które pełnią wyraźnie i bez zastrzeżeń. Te niesamowite związki są bardzo zróżnicowane nie tylko pod względem roli w komórce, ale także struktury.
Gdzie odbywa się synteza
Rybosom to organelle, w których zachodzi główna część procesu zwanego „biosyntezą białka”. Klasa 9 w różnych szkołach różni się programem nauczania biologii, ale wielu nauczycieli daje materiał na organelle z wyprzedzeniem, przed rozpoczęciem nauki tłumaczenia.
Dlatego uczniom będzie łatwo zapamiętać omawiany materiał i utrwalić go. Należy mieć świadomość, że w jednym organelli można utworzyć tylko jeden łańcuch polipeptydowy na raz. To nie wystarczy, aby zaspokoić wszystkie potrzeby komórki. W związku z tym rybosomów jest dużo i najczęściej są one połączone z retikulum endoplazmatycznym.
Taka EPS nazywana jest szorstką. Korzyść z takiej „współpracy” jest oczywista: zaraz po syntezie białko wchodzi do kanału transportowego i może być bezzwłocznie wysłane do miejsca przeznaczenia.
Ale jeśli weźmiemy pod uwagę sam początek, czyli odczyt informacji z DNA, to możemy powiedzieć, że biosynteza białek w żywej komórce zaczyna się w jądrze. To tutaj syntetyzowany jest informacyjny RNA.który zawiera kod genetyczny.
Wymagane materiały - aminokwasy, miejsce syntezy - rybosom
Wydaje się, że trudno w skrócie i jasno wyjaśnić, jak przebiega biosynteza białek, schemat procesu i liczne rysunki są po prostu konieczne. Pomogą przekazać wszystkie informacje, a uczniowie będą mogli łatwiej je zapamiętać.
Po pierwsze synteza wymaga "materiału budulcowego" - aminokwasów. Niektóre z nich są produkowane przez organizm. Inne można uzyskać tylko z pożywienia, nazywa się je niezbędnymi.
Łączna liczba aminokwasów to dwadzieścia, ale ze względu na ogromną liczbę opcji, w których można je ułożyć w długi łańcuch, cząsteczki białka są bardzo zróżnicowane. Kwasy te mają podobną budowę, ale różnią się rodnikami.
To właściwości tych części każdego aminokwasu decydują o tym, jaką strukturę będzie miał powstały łańcuch, czy utworzy strukturę czwartorzędową z innymi łańcuchami i jakie właściwości będzie miała uzyskana makrocząsteczka.
Proces biosyntezy białek nie może przebiegać po prostu w cytoplazmie, potrzebuje rybosomu. Ta organella składa się z dwóch podjednostek - dużej i małej. W spoczynku są rozdzielone, ale gdy tylko rozpocznie się synteza, natychmiast się łączą i zaczynają działać.
Tak różne i ważne kwasy rybonukleinowe
Aby dostarczyć aminokwas do rybosomu, potrzebujesz specjalnego RNA zwanego transportem. Dojego skróty oznaczają tRNA. Ta jednoniciowa cząsteczka koniczyny jest w stanie dołączyć pojedynczy aminokwas do swojego wolnego końca i przetransportować go do miejsca syntezy białek.
Inne RNA zaangażowane w syntezę białek nazywa się matrycą (informacją). Niesie ze sobą równie ważny składnik syntezy – kod, który jasno określa, kiedy należy połączyć aminokwas, aby powstał łańcuch białkowy.
Ta cząsteczka ma strukturę jednoniciową, składa się z nukleotydów, podobnie jak DNA. Istnieją pewne różnice w strukturze pierwszorzędowej tych kwasów nukleinowych, o których można przeczytać w artykule porównawczym dotyczącym RNA i DNA.
Informacje o składzie białka mRNA otrzymuje od głównego opiekuna kodu genetycznego - DNA. Proces odczytywania kwasu dezoksyrybonukleinowego i syntezy mRNA nazywa się transkrypcją.
Zachodzi w jądrze, skąd powstałe mRNA jest wysyłane do rybosomu. Samo DNA nie opuszcza jądra, jego zadaniem jest jedynie zachowanie kodu genetycznego i przeniesienie go do komórki potomnej podczas podziału.
Tabela podsumowująca głównych uczestników transmisji
Aby zwięźle i przejrzyście opisać biosyntezę białek, potrzebna jest po prostu tabela. W nim wypiszemy wszystkie składniki i ich rolę w tym procesie, który nazywa się tłumaczeniem.
| Co jest potrzebne do syntezy | Jaka jest rola |
| Aminokwasy | Służ jako budulec dla łańcucha białkowego |
| Rybosom | Sąlokalizacja transmisji |
| tRNA | Transportuje aminokwasy do rybosomów |
| mRNA | Dostarcza informacje o sekwencji aminokwasów w białku do miejsca syntezy |
Ten sam proces tworzenia łańcucha białkowego jest podzielony na trzy etapy. Przyjrzyjmy się każdemu z nich bardziej szczegółowo. Następnie możesz łatwo wyjaśnić biosyntezę białka każdemu, kto tego chce, krótko i wyraźnie.
Inicjacja - początek procesu
To jest początkowy etap translacji, w którym mała podjednostka rybosomu łączy się z pierwszym tRNA. Ten kwas rybonukleinowy zawiera aminokwas metioninę. Translacja zawsze zaczyna się od tego aminokwasu, ponieważ kodon startowy to AUG, który koduje ten pierwszy monomer w łańcuchu białkowym.
Aby rybosom rozpoznał kodon start i nie rozpoczynał syntezy ze środka genu, gdzie może również znajdować się sekwencja AUG, wokół kodonu start znajduje się specjalna sekwencja nukleotydowa. To od nich rybosom rozpoznaje miejsce, w którym powinna siedzieć jego mała podjednostka.
Po utworzeniu kompleksu z mRNA kończy się etap inicjacji. I zaczyna się główny etap transmisji.
Wydłużenie jest środkiem syntezy
Na tym etapie następuje stopniowy wzrost łańcucha białkowego. Czas trwania elongacji zależy od ilości aminokwasów w białku.
Przede wszystkim za małydołączona jest większa podjednostka rybosomu. A początkowy t-RNA jest w nim całkowicie. Na zewnątrz pozostaje tylko metionina. Następnie drugi t-RNA niosący inny aminokwas wchodzi do dużej podjednostki.
Jeśli drugi kodon na mRNA pasuje do antykodonu na górze koniczyny, drugi aminokwas jest dołączony do pierwszego poprzez wiązanie peptydowe.
Następnie rybosom porusza się wzdłuż m-RNA dokładnie o trzy nukleotydy (jeden kodon), pierwszy t-RNA oddziela metioninę od siebie i oddziela się od kompleksu. W jego miejsce znajduje się drugi t-RNA, na końcu którego są już dwa aminokwasy.
Następnie trzeci t-RNA wchodzi do dużej podjednostki i proces się powtarza. Będzie to trwało, dopóki rybosom nie trafi na kodon w mRNA, który sygnalizuje koniec translacji.
Rozwiązanie
To jest ostatni krok, niektórzy mogą uznać to za dość okrutne. Wszystkie cząsteczki i organelle, które tak dobrze współpracowały ze sobą, tworząc łańcuch polipeptydowy, zatrzymują się, gdy tylko rybosom uderza w końcowy kodon.
Nie koduje żadnego aminokwasu, więc każde tRNA trafiające do dużej podjednostki zostanie odrzucone z powodu niezgodności. Tutaj w grę wchodzą czynniki terminacji, które oddzielają gotowe białko od rybosomu.
Samo organelle może albo podzielić się na dwie podjednostki, albo kontynuować w dół mRNA w poszukiwaniu nowego kodonu startowego. Jedno mRNA może mieć jednocześnie kilka rybosomów. Każdy z nich jest na swoim etapie.tłumaczenia Nowo powstałe białko zaopatrzone jest w markery, dzięki którym jego przeznaczenie będzie dla wszystkich jasne. A przez EPS zostanie wysłany tam, gdzie jest potrzebny.
Aby zrozumieć rolę biosyntezy białek, konieczne jest zbadanie, jakie funkcje może ona spełniać. Zależy to od sekwencji aminokwasów w łańcuchu. To ich właściwości decydują o drugorzędowej, trzeciorzędowej, a czasem czwartorzędowej (jeśli istnieje) budowie białka i jego roli w komórce. Możesz przeczytać więcej o funkcjach cząsteczek białka w artykule na ten temat.
Jak dowiedzieć się więcej o streamingu
Ten artykuł opisuje biosyntezę białek w żywej komórce. Oczywiście, jeśli zagłębisz się w ten temat, wyjaśnienie tego procesu ze wszystkimi szczegółami zajmie wiele stron. Ale powyższy materiał powinien wystarczyć do ogólnego pomysłu. Materiały wideo, w których naukowcy symulowali wszystkie etapy tłumaczenia, mogą być bardzo przydatne do zrozumienia. Niektóre z nich zostały przetłumaczone na język rosyjski i mogą służyć jako świetny przewodnik dla uczniów lub po prostu film edukacyjny.
Aby lepiej zrozumieć temat, powinieneś przeczytać inne artykuły na powiązane tematy. Na przykład o kwasach nukleinowych lub o funkcjach białek.
