ДНҚ репликациясы
Организмдер клеткалардың бөлінуі нәтижесінде өсіп жетіледі. ДНҚ молекуласының 2 еселеніп өсуі репликация деп аталады.ДНҚ молекуласының осылай репликациялану механизмі арқасында бір организмнің барлық клеткасының генетикалық мазмұны өзгеріссіз сақталады.Бір клеткадан екінші клеткаға, бір ұрпақтан екінші ұрпаққа генетикалық қасиеттердің автоматты түрде дәл берілуіне репликация негіз болады.
o Репликация – дегеніміз ядроішілік маңызды процесс. бұл өзін-өзі көшіруге қабылетті днқ санының екі еселенуіне алып келеді.
o Репликация процессінде матрицалық днқ молекуласының әрбір полинуклеотидті тізбегінде оған комплементарлы тізбек синтезделінеді.
o Нәтижесінде, екі спиральді днқ-ң біреуінен, екі ұқсас қос спираль пайда болады. бұндай екіеселену жолындағы әрбір – жаңа молекула бір матрицалық және бір жаңа синтезделген тізбектен тұрады және жартылай консервативті (сақтаушы, негізгі қалпын сақтау) деп аталады.
o ДНҚ синтезiне қатысатын ферменттер:
o 1) ДНҚ-ға тәуелдi ДНҚ-полимеразасы (I, II,III).
o III ДНҚ-полимеразасы элонгацияға тiкелей қатысатын фермент.
o 2) ДНҚ-праймаза. ДНҚ-полимераза өз бетiнше синтездi бастай алмайды, сондықтан ДНҚ-праймаза ферментi праймерлерді түзуге көмектеседi, ал III ДНҚ-полимеразасы әрi қарай тiзбектiң өсуiне мүмкiндiк бередi.
|
|
|
o 3) хеликаза – қос тізбектің бір-бірінен ажырауын, ал хеликаза ферментi қос тiзбектегi сутектік байланыстардың бір-бiрiнен ажырауын қамтамасыз етедi. Бұл қос тiзбектiң ажырауы үшiн энергия қажет, яғни әрбiр азоттық негiздiк жұбын жазу үшiн АТФ-тың екi молекуласы гидролизге ұшырайды:
o 4) ДНҚ-лигаза - үзiктердi өзара жалғастырады. Жапон ғалымы Оказаки ДНҚ молекуласының алдымен қысқа-қысқа фрагменттерiнде синтезделетiнiн тапты, сондықтан оларды Оказаки фрагменттерi деп атады. Осы фрагменттер, кейiн 3’(ОН) және 5’(ОН) топтарының бiрiмен-бiрi фосфодиэфирлiк байланыс арқылы ДНҚ-лигаза ферменттерiнiң қатысуымен бiр тiзбек құрайды.
o 5) 20-ға жуық ақуыздық факторлар қажет. Нобель сыйлығының лауреаттары Очоа, Корнбергтың жұмыстары арқасында, қазiргi кезде ДНҚ синтезiне 20-ға жуық фермент пен ақуыз қажет екендiгi және олардың әрқайсысының өздерiне тән атқаратын қызметтерi бар екендігі анықталды.
o Репликацияның механизмі
|
|
|
o ДНҚ молекуласының екі тізбегінің бұралып қатты байланысқаны белгілі. Репликация жүру үшін аз уақытқа болсада екі тізбекті бөлу керек.Қыздырғанда, сілті немесе сілті әсерінен негіздер арасындағы сутектік байланыстар үзіліп,қос тізбек жеңіл бөлінеді.Тізбектің 2ге бөлінуін хеликаза атқарады. Хеликаза тікелей репликациялық айырға бөледі.
o Репликациялық айыр дегеніміз - аналық ДНҚ молекуласының бір мезгілде тарқату және синтез процесі жүретін учаскесі. ДНК молекуласының екі тізбегіндегі 5-3 бағытқа синтезделеді.жетекші тізбек үздіксіз екі еселеніп өседі, ал артта қалған тізбек қысқа үзінділерден түзіледі, оның бағыты репликациялық айырдың жүру бағытына қарама - қарсы келеді.ДНҚ байланыстырушы белок - тізбектердің қайтадан қосылуына бөгет жасайды. Соның себебімен ДНҚ-ның бөлінген әрбір тізбегі матрица ретінде репликацияға пайдаланылады.
o Эукариот клеткаларында көп хромосома болғандықтан, оларда репликация күрделі жүреді.
21.Фермент молекуласының субстратпен тікелей тисіп жанасатын бөлігін ферменттің активті орталығы деп атайды.Ферменттің активті орталығы субстратпен байланысуға және ыдыратып өзгертуге міндетті.Активті орталық бүйір радикалында функционалды тобы бар амин қышқылдарының қалдықтарынан түзіледі.Күрделі ферменттерде активті орталыққа амин қышқылдарынан басқа металл иондары мен коферменттер кіреді.Олар катализ процесінде маңызды қызмет атқарады.
|
|
|
Ферменттердің активті орталығында реакциялауға қабілетті топтары бар мынадай амин қышқылдары кездеседі:
1.Цистеин,оның құрамында сульфгидрлік топ-SH бар
2.Серин,оның құрамында гидроксильдік топ-ОН бар
3.Нистидин,оның құрамында имдазол сақинасы бар
4.Аспарагин қышқылы мен глтамин қышқылы,ол екеуінің құрамында екінші карбоксильдік топ –СООН бар
5.Триптофан,құрамында индол сақинасы бар
6.Гидрофобты амин қышқылдары,ондай амин қышқылдары құрамында субстраттың полярсыз учаскесіне жақын гидрофобты полярсыз бүйір топтар болады.
Активті орталық фкермент молекуласының бетіндегі шағын ғана бөлік.Активті орталық нүктеде емес,сызықшаға да ұқсамайды,кеңістік пішінді,ол ферменттің полипептидтің тізбегінде біріне-бірі қашық орналасқан жеке амин қышқылдарының өзара жақындасуынан пайда болады.Лизоцимнің активті орталығы тар қуыс үңгір тәрізді.Осы тар қуысқа субстарт дәл кіреді және кіреді.
|
|
|
Химотрипсиннің активті орталығы.Оның молекуласы 241 амин қышқылдарының қалдықтарынан тұрады.Мұның молеккуласында сериннің 26 қалдығы бар.Химотрипсиннің ферменттің активтілігінде маңыздылар:Гис-57,Асп-І02 және Сер-195.Бұл амин қышқылдары бір-бірінен айтарлықтай қашықтықта орналасады.
Активті орталыққа қатысты мынадай жа,дайды атап өтіп кетуіміз керек:суббөліктен тұратын ферментте активті орталық біреу ғана емес,екеу және одан көп болады.Мысалы,бауырдың алкогольдегидрегиназа ферменті мырыштың 2 атомынан және НАДН+-тың 2 молекуласыан түрады және активті орталығы да екеу.Ферменттегі осы активті орталықтың әр қайсысының өзіне тән катализдік активтілігі және тиісті әсері бар.
Рнк түрлері
Рибонуклеин қышқылы (РНҚ) — жоғары молекулалық байланыс; нуклеин қышқылдарының типі.
Рибонуклеин қышқылдары рибосомалық (рРНҚ), ақпараттық (аРНҚ) және тасымалдаушы (тРНҚ) болып бөлінеді.
· рРНҚ- рибосоманың құрамына енеді. Клеткада негізінен рРНҚ-да ақуыздың биосинтезі жүреді;
· тРНҚ- жасушада амин қышқылдары қалдықтарын, ақуыз синтезі өтіп жатқан жерге тасымалдайды. Әрбір амин қышқылының өзіне сай арнайы тРНҚ (әдетте бірнеше) болады. тРНҚның рибосомаға және аРНҚ жабысатын, үш нуклеотидтен тұратын (антикодон) және амин қышқылы қалдығын жалғастыратын аймақтары бар. РНҚ-ның барлық түрлері жасушада ДНҚ матрицасында синтезделеді, соның нәтижесінде ДНҚ-дағы дезоксирибонуклеотидтер тізбегінде комплементарлы рибонуклеотидтер тізбегі құрастырылады, мұны транскрипция процесі деп атайды.
· Клетка ядросында аРНҚ немесе матриц. РНҚ-ның (мРНҚ) бастамасы болып келетін алып молекулалар табылған, оларда полипептид синтезделеді. мРНҚ молекуласы тиісті гені бар ДНҚ-ның белгілі учаскесінде синтезделеді жəне сол геннің көшірмесін дəл түсіріп алады. Осындан кейін мРНҚ ядродан цитоплазмаға шығады да, рибосомалармен қосылады, ақуыз синтезі (трансляция) осылайша басталады.
РНҚ-ның түрлері. аРНҚ, тРНҚ, рРНҚ. РНҚ негізгі түрлерінің биологиялық түрлері.
РНҚ химиялық құрамы жағынан ДНҚ-ға ұқсайды,тек РНҚ молекуласында дезоксирибоза орнында рибоза,ал тимин урацилмен алмастырылған.Сонымен РНҚ құрамында азотты негіздерденаденин,гуанин,цитозин,урацил болады.Сол сияқты минорлы негіздерден инозин,псевдоурацил,метилонизин кіреді. ДНҚ-дан айырмасы-РНҚ түрлерінің бәрі әдеттебір тізбек түрінде тіршілік етеді.Барлық РНҚ-лар ядрода,ДНҚ молекуласының тиәстә участкесінде синтезделеді.Бұл процесс транскрипция деп аталады,РНҚ полимераза-І,ІІ,ІІІ ферменттерін катализдейді.
Проокариоттар да,эукариоттарда да үш түрлі РНҚ болады
1.Рибосомдық РНҚ-рРНҚ
2.Ақпараттық немесе матрицалық РНҚ-аРНҚ
3.Тасымалдаушы РНҚ-рРНҚ
Үш РНҚ полимераза түрлерін түзетін молекулалар бірінші транскриптер депаталады.
РНҚ-полимераза І эукариоттар клеткасының ядросында орналасқан,рибосомдық РНҚ-ның үш транскриптерін синтездейді.
РНҚ-полимераза ІІ нуклеоплазмада таралған,олРНҚ-ізашарлардың түзілуін катализдейді,олардан мРНҚ туады.
РНҚ-полимераза ІІІ нуклеоплазмада болады,ол барлық тРНҚ түрлерінің түзілуіне жауапты.Транскриптер алғашқы ретінде ұзынмолекулалар түрінде түзіледі,одан кейін ядрода модификацияланады,қысқа молекулаларға ауысады.Бұл процесс процессинг деп аталады.
Рибосомдық РНҚ.рРНҚ басқа РНҚ-ларңа қарағанда молшер жағынан басым болады,80пайыз шамасындай.Молекулалық массасында өте жоғары болады.рРНҚ рибосома құрылымын түзейтін компоненттің біреуі.Эукариот клеткаларында 4 түрлі рРНҚ,прокариоттарда 3 түрлісі болады.Алңашында РНҚ-полимераза І-ің әсерінен ұзын транскриптер түзіледі,процессинг процессінен кейін піскен рРНҚ құралады.Сүтқоректілердің рРНҚ гендерінің бірінші өнімі-ол ұзын транскрипт,шөгу коэфициенті 45s.Оның құрамында барлық РНҚ түрлері бар.Эукариоттар рибосомасының құрамына кіретін төрт түрлі рРНҚ молекулаларының ұзындық,шөгу коэфициенті және нуклеотидтер санынан бір-бірінен айтарлықтай айырмашылықтары бар.рРНҚ молекулалары күрделі екіншілік,үшіншілік құрылымдартүзеді.Комплементарлы учаскелерінде ілгектер,түйреуіштер құрап,рибосомаға ерекше пішін береді.Риюосомалар-клетканың белок синтездеуші молекулалық ақпараты болып табылады,мұнда ДНҚ-дан мРНҚ алып келген жоспар бойынша белок түзіледі.Химиялық табиғаты жағынан қараңанда рибосома-рибонуклеин қышқылдарынан және белоктардан құралған рибокулеопротеиндық комплекс.Рибосома құрылымы өте күрделі,бірнеше рРНҚ-дан және көптген әр түрлі белктардан тұрады.
Матрицалық РНҚ(ақпараттық,мәліметтік) Мәліметтік РНҚ жиі жағдайда матрицалық РНҚ деп аталады,өйткені информациялық РНҚ-да,матрицадағыдай полипептид синтезделеді.мРНҚ молекуласы тиісті гені бар ДНҚ-ның белгілі учаскесінде синтезделеді және сол геннің көшірмесін дәл түсіріп алады.Осыдан кейін мРНҚ ядродан цитоплазмаға шығады ла,рибосомалармен қосылады,белок синтезі осылайша басталады.Жануарлар клеткасындаңы мРНҚ тіршілігі бірнеше сағатқа тіпті бірнеше күнге созылуы мүмкін.Осы мезгіл аралығында белоктың жүздеген,тіпті одан да көп молекулалары түзіледі.Клетка құрамындағы мРНҚ мөлшері шамалы ғана 5пайыз шамасындай,бірақ ол ерекше әсерлі келеді.мРНҚ алуан текті,ол жағдай клетка синтездейтін белоктардың түрлеріне байланысты,өйткені әр мРНҚ белоктың бір түрін ғана синтездеуге жауапты.Пре-мРНҚ гетерогенді ядролық мРНҚ деп те аталатын,ол аса үлкен гант болып табылады.Мұның құрамында басқа нуклеотидтермен бірге аденильдік аденильдік нуклеотидтер 200 шамасына дейінгі қалдықтардан тұратын ұзын тізбек бар.
Тасымалдаушы РНҚ.Клеткадағы барлық РНҚ-ның 10 пайыз шамасындай транспорттық РНҚ.тРНҚ молекуласы құрамына 70-84 нуклеотид кіреді.тРНҚ құрамынан 30 шамасына дейін қалыптан тыс,минорлы затты қалдықтар деп аталатын қосылыс табылған.тРНҚ қызметі активтелген амин қышқылдарын белок синтезделген орынңа жекізу болып табылады.Клеткада 50 шамасындай тРНҚ бар,ал амин қышқылының саны 20ғана екені белгілі.Демк бір амин қышқылын екі және одан да көп тРНҚ тасымалдайды.Сол сияқты әр амин қышқылының өзінің арнаулы тРНҚ-сы тасымалдайды.тРНҚ молекуласында 3 үлкен ілгек бар-Д,,антикодон және Т. Олар белок синтезінде әр түрлі рөл атқарады.Т бірінші ілгек-бұл ілгектің көмегімен тРНҚ мен рибосома байланысады.
Антикодон ілгегі-екінші ілгек.Бұл ілгекте 3 нуклеотид болады,олар антикодон деп талады.Антикодон мРНҚ молекуласындағы үш нуклеотидтен құралған кодонға әр уақытта комплементарлы келеді.Мысалы,тРНҚ-да нклеотидтер УАЦ,ал мРНҚ-да оған комплементарлы кодон-АУГ
Кодон-бұл мРНҚ молекуласындағы көрші 3 нуклеотид,ол белок синтезінде бір аминқышқылын кодтайды,яғни амин қышқылының полипептид тізбегіндегі орнын анықтайды.
Д-3ші ілгек тРНҚ ны аминоацил-тРНҚ синтетаза ферментімен байланыстыру қызметін анықтайды.
23. Белок биосинтезіндегі ДНҚ мен РНҚ ролі.Рибосомалар және олардың құрылыстары.
ДНҚ молекуласының құрылымы. Жасушадағы ДНҚ полинуклеотидтік тізбегі мынандай нуклеотидттерден d-АМФ, d-ГМФ, d-ЦТФ, d-ТМФ, т.б. құрамында дезоксирибоза қанты болады.Екі полинуклеотидті тізбектің комплиментарлы орналасуы нәтижесінде, ДНҚ молекуласы түзіледі. ДНҚ молекуласында полинуклеотидті тізбек бір-біріне антипаралельді,бірақ спираль түрінде Полинуклеотидті тізбектің комплиментарлығы Чаргафф ережесі бойынша анықталады. РНК құрылысы. РНҚ-ның ДНҚ айырмашылғы көп бөлігінде жалғыз тізбекті болып келеді. РНҚ түрлері- тасымалдаушы (тРНК), рибосомалық(рРНК) и ақпараттық, немесе матрицалық РНК (мРНК) РНҚ барлық түрі,ДНҚ бір тізбегінің көшірмесі болып келеді.Жасушадағы м-РНҚ кодтық элементі т.б гендік ақпаратты тасымалдаушы,сонымен қатар ДНҚ-дағы тәрізді,кодон деп аталатын нуклеотид триплеттері атқарады.Жасушадағы т-РНК триплет нуклеотидтерін антикодон деп атаймыз.
Рибосомалар.Осы активті рибосоманың түзілуіне Ғ1, Ғ2, Ғ3 белоктық факторлар да өз үлесін қосады. Рибосоманың кіші суббірлігі 21 белоктан және 1600 нуклеотид тізбегінен тұратын бір р-РНҚ-нан тұрса, үлкен суббірлік 34 белоктан және 3200 және 120 нуклеотидтік тізбектерден тұратын екі р-РНҚ-дан тұрады. Рибосоманы құрастыру және рансляция фазалары: Бұл кезеңде белок синтезінің ядролық кезеңінде түзілген, белгілі бір полипептидтің, амин қышқылдың құрамы туралы информациясы бар и-РНҚ рибосоманың кіші суббірлігімен қосылады. Сонан соң бұл и-РНҚ + кіші суббірлік комплексі белок синтезін бастаушы амин қышқылы метионинді тіркеген т-РНҚ мен қосылады. Енді бұл түзілген комплекс рибосоманың үлкен суббірлігімен қосылып, активті, белок синтезін жүргізуге дайын рибосоманы құрайды
Дата добавления: 2016-01-04; просмотров: 1; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!