Тақырып: Ақуыз биосинтезі
Мақсаты: ақуыз синтезінің негізгі кезеңдерін оқу.
Тақырыптың негізі сұрақтары:
1 Ақуыз синтезінің негізгі кезеңдері.
2. Ақуыз биосинтезінің ядролық кезеңі. Транскрипция.
3. Процессинг және сплайсинг.
4. Ақуыз биосинтезінің цитоплазмалық кезеңдері. Трансляция.
5. Ақуыз синтезі процессі кезіндегі полисоманың рөлі.
6. ЭПТ каналдардағы ақуыздың трансляциядан кейінгі модификациясы.
Ақпараттық блок:
Ақуыз синтезінің негізгі процессі күрделі және қазіргі кезге дейін зерттелуде. Ғалымдардың есептеуі бойынша сыртқы орта факторларына жауап (бұл жағдайда көмірсулардың артық болуы) сигнал ақуыз синтезін иницирлейтін жасуша ядросына түседі. Ақуыз синтезі жасуша ядросында басталады. ДНҚ – негізі генетикалық ақпаратты тасымалдаушы. Ген – бұл ДНҚ бөлігі. Афористикалық формула “Бір ген –бір ақуыз”жарты ғасыр бұрын ашылған. Белгілі ақуыздың синтезіне тиісті ақпартты «оқу» үшін керек гені бар ДНҚ жіпшесі бөлігін ажырату керек.
1 Сурет. Транскрипция (ақуыз биосинтезінің бірінші кезеңі)
Ақпаратты ДНҚ немесе РНҚ-дан оқу тек қана бір бағытта ғана болатынын белгілеуге болады. Бұл механизм оқу қателіктерін ескертуге мүмкіндік береді.
Сонымен, ДНҚ жіпшесінің гені дайын. Жұмысқа басқа фермент қосылады. (РНК-полимераза), және мозайка сияқты РНҚ генге қарсы орналастырады. Естеріңізде сақтаңыздар “кілт– құлып”? принципі ДНҚ ақпартты көшіріп жазу процессі және біруақытта РНҚ құру биологияда транскрипциядеп аталады.. Алынған РНҚ бірінші ретті (белсенсіз) транскриптатдеп аталады. “Пісіп-жетілу”процесс РНҚ активациясы ферменттердің көмегімен ядрода жүреді (интрондар).
Бір жасушаның бір генінен м-РНҚ бірнеше көшірме тізбегін жазуға болады, нәтижесінде қажетті ақуыздардың мөлшері ұлғайады.
Цитоплазмаға мРНК шығады және жаңа кезең басталады –ақуыз тізбегінің синтезі, немесе трансляция. мРНК цитоплазмаға түскеннен кейін рибосомамен қосылады. (1.1 суреттегі Б түрі).Рибосома кіші және үлкен суббірліктен тұрады. Сурет1.1 
мРНҚ жазылған ақпарат басқа белгі жүйесіне аударылып жазылады –“ақуыз тілінде” (оның “әліппесі ” – аминқышқылдары). Рибосома мРНҚ тізбегі бойынша бір қадам (кодон) жылжиды, оның белсенді бөлігінде жаңа триплет (кодон) болады, оған тасымалдаушы РНҚ жалғасады, рибосомаға жалғасып аминқышқылынан тізбекті өткізеді. Ақуыздың биосинтезі жүруі үшін жасушада полирибосомалар түзіледі. (1.2 суреттегі В түрі).
Түзілген ақуыз малекулалары жасушада моншақ жіпше түрінде қалмайды (бұл бірінші ретті құрылым), аминқышқылдары арасындағы пайда болатын химиялық және физикалық байланыстардың арқасында ол тығыз «жинақталады». Екінші ретті құрылым спираль (оралымға) ұқсас, ал үшінші ретті құрылым – тығыз шарға ұқсас болады (глобула). Төртінші ретті құрылым бірнеше ақуыз малекулаларының байланысуы нәтижесінде түзіледі. 1.2 сурет.
Ақуыз малекуласының синтезі 100 аминқышқылынан тұрады, 2 мин. Артық уақытты алады. Нақты ақуыз малекуласының жинақталуы рибосоманың белсенді орталығына мРНҚ стоп-кодоны түскен кезде аяқталады және ақуыздық тізбек үзіледі. (1.2, сурет В түрі).
Фермент – бұл тек бір ғана химиялық реакцияны жылдамдататын катализатор. Ағзада фермент катализдейтін реакциялардың жүру жылдамдығы жүз, мыңдаған немесе миллиондаған есе жоғарлауы мүмкін. (1014 есе). Ферменттер биохимиялық реакциялардың жүруін жылдамдатады.
Ферменттің аталуы екі бөліктен тұрады, субстрат және оның атқаратын қызметі бөлімдерінен. Мысалы, Липаза – ферменті,майларды ыдыратады. “Аза” жалғауы 100% ақуыз болып табылатын фермент атын білдіреді.
Биохимиялық реакциялардың интенсивтілі жасушадағы жүруі жасушаның тіршілік циклінің кезеңдерінде әртүрлі болады. Олар жасушаның бөлінуі кезінде минимальді, метаболизм және энергетикалық алмасуда олардың қызметі белсенді.
Студенттің өзіндік жұмысы:
1. Жұмыс: Тапсырманы орындау, жіберілген сөздерді жазыңыздар:
- Нуклеин қышқылының мономерлері болып табылады……. .
- Аминқышқылдары үш нуклеотидтен тұратын топпен кодталынады, аталуы….. Бұл кезде тимин алмасады ….. .
- а-РНҚ ақуыздың синтезі процессі аталады ….. .
- Синтезделу орнына аминқышқылын жеткізу жүзеге асады ….. .
- Генетикалық код барлық тірі ағзаларда бірдей, бұл қасиет аталады….. .
2 Жұмыс:Сұрақтарға жауап беріңіздер:
1. Ақуыз биосинтезі кезінде эукариот жасушаларында жүреді: а)транскрипция және трансляция -ядрода; б)транскрипция -ядрода, трансляция –цитоплазмада; в)транскрипция жәнетрансляция цитоплазмада.
2. аРНҚ иницирлеуші кодон: а)УАА, б)ААГ, в)АУГ, г)АУА, д)УУУ
3. Транскрипция – бұл: а) тРНК аминқышқылын «тану»; б) аиРНҚ синтезі; в) полипептидтің түзілуі.
4. Рибосома ішіндегі трансляция кезінде біруақытта аРНҚ бөлігі табылады,тең: а)үш нуклеотидке; б)бір кодонға; в)алты нуклеотидке; г)алты кодонға.
5. АУАкодонына комплементарлы антикодон: а)ЦАЦ, б)ТАТ, в)ГТГ, г)УАУ
6. Транскрипция кезінде матриция болып не табылады? А)ДНҚ кодталушы тізбегі; б) аРНҚ; в) ДНҚ генінің екі тізбегі.
7. Траскрипция үшін не қажет? А)АТФ, б)ГТФ, в)ДНҚ кодталушы тізбегі ДНҚ, г)рибосома, д)РНК-полимераза, е)нуклеотидтер, ж)тРНҚ.
8. Қандай аминқышқылынан рибосомада кез-келген полипептидті тізбектің синтезі басталады? А)аспарагин, б)метионин, в)цистеин, г)глицин.
9. Трасляция үшін матрица болып не табылады? А) ДНК тізбегі, б)аРНҚ, в)тРНҚ, г)рРНҚ.
10 ДНҚ биосинтезінен кейінгі. аРНҚ «пісіп-жетілу»процессі аталады …
11. Трасляцияның үшінші кезеңі аталады?
12. Интрон – бұл ……
3 Жұмыс..Тесттік тапсырманы орындау:
1. Пептидті тізбектегі ақуыздардың құрылымы анықталынады:
- нуклеотидтердің бірізділігі және жинағымен;
- амин қышқылдардың бірізділігі және жинағымен;
- триплеттердің бірізділігі және жинағымен;
- пептидті байланыстың бірізділігі;
- транспозондардың болуымен.
?
2. 1954 ж. Г. Гамов болжау айтты, генетикалық код:
- коллинеарлы;
- триплетті;
- мәнсіз;
- универсальды;
- үздіксіз.
?
3. Аминқышқылын үш нуклеотидпен шифрлаған кезде пайда болады:
- 16 триплеттер;
- 61 триплет;
- 64 триплет;
- 36 триплеттер;
- 72 триплет.
?
4. Генетикалық кодта қанша триплеттер мәнсіз (нонсенс-кодондар) болып саналады:
- 61;
- 4;
- 3;
- 12;
- 16.
?
5. Репликация аймағындағы полинуклеотидтердің ажырайтын жері аталады:
- бастаушы-РНҚ;
- репликациялық вилкалар (ашалар);
- репликондар;
- праймерлер;
- матрицалар.
?
6. Үш нуклеотид (немесе антикодон) болады:
- т-РНҚ;
- ДНҚ;
- р-РНҚ;
- а-РНҚ;
- м-РНҚ.
?
7. Амино-ациль-т-РНҚ-ң пайда болуына қайсы қосылысты әкеледі:
- екі т-РНҚ;
- т-РНК аминқышқылымен;
- т-РНҚ және м-РНҚ;
- ДНҚ және а-РНҚ;
- а-РНҚ және м-РНҚ
?
8. м-РНҚ мен а-РНҚ-ң биологиялық қызметі қандай:
- құрылымдық;
- тасымалдаушы;
- ақуыз синтезінің матрицасы;
- қорғаныстық;
- сплайсингке қатысады.
?
9. РНҚ-ң ДНҚ-нан құрылымдық айырмашылығы:
- дезоксирибозаның болуы;
- спиральдің болуы;
- екі тізбектің болуы;
- тиминнің болуы;
- бір тізбектің болуы.
?
10. Рибосома неше орталықтан немесе бөліктен тұрады:
- 1;
- 3;
- 2;
- 4;
- 0.
?
11. Бір-бірімен пептидті байланысқан аминқышқылдар қалдықтарының бірізділігі -бұл:
- екінші құрылым;
- алғашқы құрылым;
- үшінші құрылым;
- төртінші құрылым;
- фолдинг.
?
12. Қандай құрылымның пайда болуы, функциональді белсенділікке ие болуда шешуші роль атқарады:
- алғашқы;
- екінші;
- үшінші;
- екінші және үшінші;
- төртінші.
13. м-РНҚ синтезі процессі аталады:
- репликация;
- колинеарлық;
- фолдинг;
- трансляция;
- транскрипция.
?
14. ДНҚ-ң белгілі бөлігінде а-РНҚ синтезі процессі аталады:
- трансляция;
- транскрипция;
- транслокация;
- репликация;
- фолдинг.
?
15. Қандай нуклеин қышқылының құрылымы жоңышқа жапырағы тәрізді:
- ДНҚ;
- аз-я- РНҚ;
- т-РНҚ;
- а-РНҚ;
- м-РНҚ.
?
Бақылау түрі:
1. Бастапқы білім деңгейін бақылау.
2. Студентттердің өз бетінше жұмысының нәтижесін талдау.
3. Қорытынды білім деңгейін бақылау.