Kehas toimuvate protsesside uurimiseks peate teadma, mis toimub rakutasandil. Kus valgud mängivad olulist rolli. On vaja uurida mitte ainult nende funktsioone, vaid ka loomise protsessi. Seetõttu on oluline selgitada valkude biosünteesi lühid alt ja selgelt. 9. klass sobib selleks kõige paremini. Just selles etapis on õpilastel piisav alt teadmisi teema mõistmiseks.
Valgud – mis see on ja milleks need on mõeldud
Need makromolekulaarsed ühendid mängivad iga organismi elus tohutut rolli. Valgud on polümeerid, see tähendab, et need koosnevad paljudest sarnastest "tükkidest". Nende arv võib varieeruda mõnesajast kuni tuhandeni.
Valgud täidavad rakus paljusid funktsioone. Nende roll on suur ka kõrgematel organisatsioonitasanditel: koed ja elundid sõltuvad suuresti erinevate valkude õigest toimimisest.
Näiteks kõik hormoonid on valgu päritolu. Kuid just need ained juhivad kõiki kehas toimuvaid protsesse.
Hemoglobiin on samuti valk, see koosneb neljast ahelast, mis asuvad keskelühendatud rauaaatomiga. See struktuur võimaldab punastel verelibledel hapnikku kanda.
Tuletame meelde, et kõik membraanid sisaldavad valke. Need on vajalikud ainete transportimiseks läbi rakumembraani.
Valgumolekulidel on palju rohkem funktsioone, mida nad täidavad selgelt ja vaieldamatult. Need hämmastavad ühendid on väga mitmekesised mitte ainult oma rolli poolest rakus, vaid ka struktuurilt.
Kus süntees toimub
Ribosoom on organell, milles toimub põhiosa protsessist, mida nimetatakse "valgu biosünteesiks". 9. klass eri koolides erineb bioloogiaõppe õppekavade poolest, kuid paljud õpetajad annavad organellide kohta materjali ette, enne tõlkeõpinguid.
Seetõttu on õpilastel lihtne käsitletud materjal meelde jätta ja seda koondada. Peaksite teadma, et ühel organellil saab korraga luua ainult ühe polüpeptiidahela. Sellest ei piisa raku kõigi vajaduste rahuldamiseks. Seetõttu on ribosoome palju ja enamasti on need ühendatud endoplasmaatilise retikulumiga.
Sellist EPS-i nimetatakse karedaks. Sellise "koostöö" eelised on ilmsed: kohe pärast sünteesi siseneb valk transpordikanalisse ja selle saab viivitamatult sihtkohta saata.
Aga kui võtta arvesse päris algust, nimelt info lugemist DNA-st, siis võib öelda, et valkude biosüntees elusrakus algab tuumast. Siin sünteesitakse messenger RNA.mis sisaldab geneetilist koodi.
Vajalikud materjalid – aminohapped, sünteesikoht – ribosoom
Tundub, et valkude biosünteesi kulgemist on keeruline selgitada, lühid alt ja selgelt, protsessi diagramm ja arvukad joonised on lihts alt vajalikud. Need aitavad kogu teavet edastada ja õpilastel on see kergem meeles pidada.
Esiteks on sünteesiks vaja "ehitusmaterjali" – aminohappeid. Osa neist toodab keha. Teisi saab ainult toidust, neid nimetatakse asendamatuteks.
Aminohapete koguarv on kakskümmend, kuid nende pika ahelana paigutamise võimaluste tõttu on valgumolekulid väga mitmekesised. Need happed on struktuurilt sarnased, kuid erinevad radikaalide poolest.
Iga aminohappe nende osade omadused määravad, millise struktuuri tekkiv ahel "voldib", kas see moodustab teiste ahelatega kvaternaarse struktuuri ja millised omadused on saadud makromolekulil.
Valkude biosünteesi protsess ei saa toimuda lihts alt tsütoplasmas, see vajab ribosoomi. See organell koosneb kahest allüksusest - suurest ja väikesest. Puhkeolekus on need eraldatud, kuid niipea, kui süntees algab, ühenduvad nad kohe ja hakkavad tööle.
Nii erinevad ja olulised ribonukleiinhapped
Ribosoomi aminohappe toomiseks vajate spetsiaalset RNA-d, mida nimetatakse transpordiks. Sestselle lühendid tähistavad tRNA-d. See üheahelaline ristikulehe molekul on võimeline kinnitama ühe aminohappe oma vaba otsa ja suunama selle valgusünteesi kohta.
Teist valgusünteesis osalevat RNA-d nimetatakse maatriksiks (informatsiooniks). See kannab samavõrd olulist sünteesi komponenti – koodi, mis ütleb selgelt, millal milline aminohape tekkiva valguahela külge aheldada.
Sellel molekulil on üheahelaline struktuur, see koosneb nukleotiididest, täpselt nagu DNA. Nende nukleiinhapete primaarstruktuuris on mõningaid erinevusi, mille kohta saate lugeda RNA-d ja DNA-d käsitlevast võrdlevast artiklist.
Teabe valgu mRNA koostise kohta saab geneetilise koodi peamise hoidja – DNA. Desoksüribonukleiinhappe lugemise ja mRNA sünteesimise protsessi nimetatakse transkriptsiooniks.
See esineb tuumas, kust saadud mRNA saadetakse ribosoomi. DNA ise ei lahku tuumast, tema ülesandeks on vaid säilitada geneetiline kood ja kanda see jagunemise käigus edasi tütarrakku.
Saate peamiste osalejate koondtabel
Valkude biosünteesi lühid alt ja selgelt kirjeldamiseks on tabel lihts alt vajalik. Sellesse paneme kirja kõik komponendid ja nende rolli selles protsessis, mida nimetatakse tõlkimiseks.
| Mida on vaja sünteesiks | Mis rolli täidab |
| Aminohapped | Kasutage valguahela ehitusplokina |
| Ribosoom | Kassaate asukoht |
| tRNA | Transporteerib aminohapped ribosoomidesse |
| mRNA | Annab sünteesikohta teavet valgu aminohapete järjestuse kohta |
Sama valguahela loomise protsess on jagatud kolme etappi. Vaatame igaüks neist üksikasjalikum alt. Pärast seda saate lühid alt ja selgelt selgitada valkude biosünteesi kõigile, kes seda soovivad.
Algatamine – protsessi algus
See on translatsiooni esialgne etapp, kus ribosoomi väike subühik sulandub kõige esimese tRNA-ga. See ribonukleiinhape kannab aminohapet metioniini. Tõlkimine algab alati selle aminohappega, kuna alguskoodon on AUG, mis kodeerib seda valguahela esimest monomeeri.
Selleks, et ribosoom tunneks ära stardikoodoni ja ei alustaks sünteesi geeni keskelt, kus võib olla ka AUG järjestus, paikneb stardikoodoni ümber spetsiaalne nukleotiidjärjestus. Nende järgi tunneb ribosoom ära koha, kus tema väike subühik peaks asuma.
Pärast mRNA-ga kompleksi moodustumist initsiatsioonistaadium lõpeb. Ja saate põhietapp algab.
Pikenemine on sünteesi keskpunkt
Selles etapis toimub valguahela järkjärguline suurenemine. Elongatsiooni kestus sõltub aminohapete arvust valgus.
Esiteks väikeseleribosoomi suurem subühik on kinnitunud. Ja esialgne t-RNA on selles täielikult. Väljaspool jääb ainult metioniin. Järgmisena siseneb suurde subühikusse teine t-RNA, mis kannab teist aminohapet.
Kui mRNA teine koodon ühtib ristiku lehe ülaosas oleva antikoodoniga, kinnitub teine aminohape esimesega peptiidsideme kaudu.
Pärast seda liigub ribosoom mööda m-RNA-d täpselt kolm nukleotiidi (üks koodon), esimene t-RNA eraldab metioniini endast ja eraldub kompleksist. Selle asemel on teine t-RNA, mille lõpus on juba kaks aminohapet.
Siis siseneb kolmas t-RNA suurde subühikusse ja protsess kordub. See jätkub, kuni ribosoom tabab mRNA koodonit, mis annab märku translatsiooni lõppemisest.
Lõpetamine
See on viimane samm, mõnele võib see tunduda üsna julm. Kõik molekulid ja organellid, mis polüpeptiidahela loomisel nii hästi koos töötasid, peatuvad kohe, kui ribosoom jõuab terminaalsesse koodonisse.
See ei kodeeri ühtegi aminohapet, nii et mis iganes tRNA suurde subühikusse läheb, lükatakse see mittevastavuse tõttu tagasi. Siin tulevad mängu terminatsioonifaktorid, mis eraldavad valmis valgu ribosoomist.
Organell ise võib kas jaguneda kaheks alaühikuks või jätkata mRNA-s, otsides uut alguskoodonit. Ühel mRNA-l võib olla korraga mitu ribosoomi. Igaüks neist on oma etapis.tõlked. Äsja loodud valk on varustatud markeritega, mille abil saab selle sihtkoht kõigile selgeks. Ja EPS-iga saadetakse see sinna, kus seda vaja on.
Valkude biosünteesi rolli mõistmiseks on vaja uurida, milliseid funktsioone see täita suudab. See sõltub aminohapete järjestusest ahelas. Nende omadused määravad valgu sekundaarse, tertsiaarse ja mõnikord kvaternaarse (kui see on olemas) struktuuri ja selle rolli rakus. Valgumolekulide funktsioonide kohta saate täpsem alt lugeda selleteemalisest artiklist.
Kuidas voogesituse kohta lisateavet saada
See artikkel kirjeldab valkude biosünteesi elusrakus. Muidugi, kui uurite teemat sügavam alt, kulub protsessi üksikasjalikuks selgitamiseks palju lehekülgi. Kuid üldiseks ideeks peaks ül altoodud materjalist piisama Videomaterjalid, milles teadlased on simuleerinud tõlkimise kõiki etappe, võivad olla mõistmiseks väga kasulikud. Mõned neist on tõlgitud vene keelde ja võivad olla õpilastele suurepäraseks juhendiks või lihts alt õppevideoks.
Teema paremaks mõistmiseks peaksite lugema muid seotud teemasid käsitlevaid artikleid. Näiteks nukleiinhapete või valkude funktsioonide kohta.
