Транспортты РН-ны рылымы мен асиеттері.

Лекция жоспары:

 

1. ДН транскрипциясы.

2. Генетикалы кода.

3. Белок биосинтезі. Трансляция процесі.

 

Лекция масаты:студенттерге ДН транскрипциясы, белок биосинтезі, трансляция процесі, т-РН-ны рылымы жне асиеттері туралы тсініктер беру.

 

Лекция мтіні:

 

1. ДН транскрипциясы.ДН бкіл белоктарды синтезіне атысады жне оларды рылысы мен ызметін анытайды. Біра біратар зерттеулерді нтижесі белок синтезінде ДН-ны зі тікелей матрица бола алмайтынын крсетті. Бактериялардан баса организмдерді клеткаларында ДН негізінен клетка ядросындаы хромосомаларда жинаталады, ал белокты синтезі цитоплазмада жретіндігі белгілі. Олай болса, ДН ядрода болып, ал белок синтезіні цитоплазмада тетіндігіні зі генетикалы информацияны ядродан цитоплазмаа алып баратын андай болмасын бір аралы матрицаны бар екендігін крсетеді. Ол информациялы РН, ысаша и-РН. Сонда ДН молекуласындаы генетикалы информация РН-а кшіріледі. Бл процесті транскрипция деп атайды. Ол и-РН-ны ДН матрицасы негізінде синтезделуі арылы жзеге асады. Мндай РН-ны информациялы деп аталу себебі, ол ядро абышасыны саылаулары арылы тіп, цитоплазмадаы белок синтезделетін жерге генетикалы информацияны алып барады. и-РН молекуласы арнайы фермент – РН-полимеразаны атысуымен ДН-матрицаны бір тізбегі негізінде синтезделеді.

Нуклеотидті жптасуы комплементарлы принципте жреді: и-РН молекуласындаы орналасу ретіне сйкес келеді, сонда гуанинге-цитозин, цитозинге-гуанин, тиминге-аденин, ал аденинге арсы тиминні орнына урацил орналасады.

ДН матрицасында и-РН-ны синтезделуі аяталан со, ол бірден цитоплазмаа тіп, рибосомаа барып бекиді. Содан кейін белокты синтезі басталады.

2. ДН молекуласы алайша белокты биосинтезін анытай алады дейтін болса ДН да белок сияты биополимер. ДН жіпшесі де кезектесіп келіп отыратын мономерлерді тізбегінен трады. Белокта оларды саны 20 болса, ДН-да бар боланы 4-еу-а. Олар бізге белгілі нуклеотидтер – аденин, гуанин, цитозин жне тимин. ант пен фосфор ышылы барлы нуклеотидтерде бірдей боландытан олар тек азотты негіздер арылы ана ажыратылады. Сондытан ДН молекулалары арасындаы айырмашылы азотты негіздерді орналасуына байланысты. Оларды ДН молекуласындаы орналасу реті белок молекуласындаы амин ышылдарыны орналасу ретін анытайды.

Олай болса, барлы организмдерді рылысы мен ызметі жне оларды ерекшеліктері ДН молекуласындаы трт трлі азотты негіздерді комбинациясы арылы аныталады. Синтезделетін белокты рамындаы орналасу ретін анытайтын ДН молекуласындаы азотты негіздерді тізбегін генетикалы кода деп атайды.

Генетикалы кодты немесе ДН рамына енетін азотты негіздерді алфавиттегі ріптермен салыстыруа болады. Сонда ртрлі ріптерден белгілі бір маына беретін сздерді, олардан сйлемні ралатыны сияты ДН молекуласындаы трт азотты негізді орналасу реті белок молекуласыны рылымы мен ызметін анытайды, басаша айтанда белокты биосинтезі туралы информация ДН молекуласында “жазылан”.

Тым уалайтын информация нуклеин ышылдарында трт азотты негіз, ал белокта жиырма амин ышылы трінде “жазыландытан” генетикалы код сол екеуіні арым-атынасына байланысты болу керек.

Генетикалы кодты шешу шін е алдымен бір амин ышылын неше нуклеотид анытайтынын білу керек. Егер 20 амин ышылыны р біреуін бір нуклеотид анытайтын болса, ДН рамында 20 нуклеотид болу керек, біра оларды саны тртеу-а. Егер екі нуклеотидтен біріксе, ол 20 амин ышылын анытауа жеткіліксіз. Онда тек 16 амин ышылын кодалай алады (4² =16). Ал ш нуклеотидтерден біріксе, 64 комбинациялар тзе алады (4³=64). Бл жадайда кез-келген белокты синтездеуге жарайтын амин ышылдарыны жеткілікті млшерін кодалауа болады. Осылайша ш триплетті бірігуін триплетті код деп атайды. Мндай код бойынша бір амин ышылын ш нуклеотид бірігіп анытайды (мысалы, УУУ, ЦГЦ, АЦА т.с.с.). Белок молекуласы рамына наты бір амин ышылыны енуін анытайтын ДН тізбегіні ш нуклеотидтен тратын блігін кодон деп атайды.

Генетикалы кодты принципін шешіп аланнан кейін ай триплетті наты андай амин ышылын анытайтынын табу керек болды. Бл крделі мселені негізін америка биохимиктері М.Ниренберг пен Дж.Маттен салды. Олар 1961 ж. здері жасаан тжірибелері арылы фенилаланин амин ышылы синтезін анытайтын триплетті ашты. Кейін 1962 ж. М.Ниренберг пен С.Очоа-ны лабораторияларында белок молекуласыны рамына енетін барлы 20 амин ышылдарыны триплеттері тгелімен аныталды.

Амин ышылдарыны кпшілігі бір емес, екі, ш немесе трт трлі триплеттер арылы аныталады. Мысалы, метионин жалыз триплет (АЦТ), лизин екі (ААА, ААГ), изолейцин ш (АУУ, АУЦ, АУА), сирин трт (УЦУ, УЦЦ, УЦА, УЦГ) триплеттері арылы аныталады.

3. Кптеген алымдарды жргізген зертеулеріні негізінде 50-ші жылдарды ортасында белок биосинтезіні матрицалы теориясы сынылды. Бл теория бойынша белок биосинтезі те крделі кп сатылы процесс. Оан ДН, РН-ны ртрлері жне трлі ферменттер атысады.

р белок зіне тиісті матрица негізінде синтезделеді, оан сйкес зіні РН-сы болады. и-РН-ны бір молекуласы бір генге сйкес келетін ДН молекуласыны бір блігіндегі нуклеотидтерді тізбегін транскрипциялай алады.

Осылайша тзілген и-РН ядродан цитоплазмаа тіп барып рибосомаа бекиді. Содан со белокты синтезі басталады. Ол трт кезенен трады.

Бірінші кезе – амин ышылдарыны активтенуі, соны нтижесінде олар бір-бірімен оай рекеттесіп полипептидтік тізбек руа бейімделеді. Амин ышылдарыны активтенуіне АТФ-ты атысы бар. Оны молекуласы осылан кезде АТФ-таы барлы энергия амин ышылына беріледі, сйтіп барып ол активтенеді. АТФ-ты амин ышылымен байланысын арнайы фермент – аминоацил-РН синтетаза катализдейді.

Екінші кезе – активтенген амин ышылдарыны рибосомалара тасымалдануына байланысты. Бл ызметті атаратын тасымалдау РН-сы (т-РН). т-РН-сыны молекуласы и-РН-а араанда шаын келеді, 70-80 нуклеотидтен трады. Оны полинуклеотидті тізбегі орта кезінен иіліп, оны екі жартысы зара спиральа оралады. т-РН молекуласыны бір шында информациялы-РН тізбегіндегі тиісті кодона комплементарлы азотты негіз болу керек, ал екінші шында белгілі бір амин ышылын “танып алуа” абілетті азотты негіз болады. рбір аминышылыны зіне тн тасымалдау-РН-сы болады. Олай болса т-РН-ларды трлері жиырмадан кем болмауы керек. рбір т-РН молекуласы зіне тиісті амин ышылымен осылады. Сйтіп т-РН белок биосинтезінде и-РН-матрицаны триплеттеріне сйкес келетін амин ышылдарын тасымалдайды. Бл процесті рекогниция деп атайды.

шінші кезе – амин ышылдарыны и-РН-даы нуклеотидтерді орналасу ретіне сйкес тізбектелуінен басталып, белок молекуласыны тзілуімен аяталады. Бл процесті трансляция деп атайды. Ол пептидполимераза ферментіні атысуымен рибосомаларда жреді. Рибосома белок пен РН-дан трады. Ол РН рибосомалы РН (Р-РН) деп аталады.

Рибосомалар зара байланысып полисомалар деп аталатын топ райды. и-РН жіпшесіні бір шына бекіп алан рибосома т-РН тасымалдап келген активтенген амин ышылдарынан полипептидті тізбекті синтездей бастайды. Белгілі бір баытта жылжи отырып ол ш нуклеотидтен (триплет) шыарып тастап, ал полипептидті тізбекке бір-бір аминышылынан осып алып отырады. и-РН тізбегіні екінші шына жеткен кезде рибосома одан ажырап кетеді де нтижесінде жаа белок молекуласы синтезделіп шыады.

Тртінші кезе. Бл кезде полипептидті тізбекті бір ізді молекуласы згеріп, оматылау болып крінеді. Тзілетін сутекті байланыстарды серінен полипептидті тізбек спиральа оралады жне белок молекуласы биологиялы трыда активті конфигурация алпына келеді.

орыта айтанда, белок биосинтезінде басты рольді ДН атарады. Оны тізбегіндегі кодалаушы триплетті орналасуына сйкес информациялы РН молекуласы синтезделеді. Соны негізінде барып белок молекуласы тзіледі.

Сйтіп, тым уалайтын информация немесе организмні бойындаы барлы белгілер мен асиеттерді дамып алыптасуыны жобасы ДН молекуласында болады, ал тым уалаушылы белок биосинтезі арылы жзеге асады.

 

Баылау сратары:

1. Транскрипция деген не?

2. Генетикалы кода деген не?

3. Триплетті код деген не?

4. Кодон деген не?

5. Белок биосинтезі неше кезенен трады?

6. Трансляция деген не?

7. т-РН-ларды рылымы жне аситеттері андай?