Биосинтез волокна

Любая живая клетка способна, чтобы синтезировать волокна, и эта способность представляет один из самых важных и его характерных свойств. С особенной энергией есть биосинтез волокон в росте и развитии клеток. В этих волокнах времени для строительства клеточный органоидов активно синтезируются мембраны. Ферменты синтезируются. Биосинтез волокон идет интенсивно и ко многим взрослым, то есть. Законченный рост и развитие, клетки, например в клетках пищеварительных гланд, синтезирующих ферменты волокон (пепсин, трипсин), или в клетках гланд внутреннего укрывательства, синтезирующего гормоны волокон (инсулин, тироксин). Способность к синтезу волокон является врожденной не только рост или секреторным в клетках: любая клетка во время всей жизни постоянно волокна синтезов как во время нормальной способности к живому из молекулы волокон постепенно денатурируются, структура и их функции сломана. Такие непригодные, которыми становятся, к молекулам использования волокон уезжают от клетки. Новые высокосортные молекулы, в результате структура находится в синтезируемом обмене, и деятельность клетки не сломаны. Способность к синтезу волокна происходит от клетки до клетки и остается им во время всей жизни.

Основная роль на определении структуры волокон принадлежит ДНК. ДНК непосредственного участия в синтезе не принимает. ДНК содержит в ядре клетки, и синтез волокон происходит в рибосомах, которые находятся в цитоплазме. Информация относительно структуры волокон только содержит и сохраненный в ДНК.

На длинной нити ДНК одна регистрация данных следует за другим о структуре первичных структур различных волокон. Часть ДНК, содержащей информацию относительно структуры одного волокна, назовите ген. Молекула ДНК представляет встречу нескольких сот генов.

Чтобы понять, как структура ДНК определяет структуру волокна, мы закончимся такой пример. Многие знают об алфавите Азбуки Морзе с который сигналы передачи помощи и телеграммы. Под алфавитом Азбуки Морзе все буквы алфавита определяются комбинациями коротких и длинных сигналов - к пунктам и черте. Письмо И является designated.---. И т.д. Встреча символов называет кодекс или номер кода. Алфавит Азбуки Морзе представляет кодовый пример. Получив кабельную ленту с пунктами и тиром, зная Азбуку Морзе легко расшифрует письменное.

Макромолекула ДНК, состоящей из нескольких тысяч из последовательно расположенных четырех видов нуклеотидов, представляет кодекс, определяющий структуру некоторых молекул волокна. Так же, как в Азбуке Морзе к каждому письму там переписывается, определенная комбинация пунктов и черты, и в кодексе ДНК к каждой аминокислоте там переписывается, определенная комбинация пунктов и черты, и в кодексе ДНК к каждой аминокислоте там переписывается, определенная комбинация последовательно соединила нуклеотидов.

Кодексу ДНК удалось быть расшифрованным почти полностью. Сущность кодекса ДНК состоит в следующем. К каждой аминокислоте там переписывается участок цепи ДНК от три соседний состоящий нуклеотидов. Например, участок T-T-T соответствует аминокислоте лизину, часть A-ts-a - цистеину, TS-A-A - валину и. И т.д. Мы допустим, за которым в гене нуклеотиды следуют в таком заказе:

А-Ц-А-Т-Т-Т-А-А-Ц-Ц-А-А-Г-Г-Г

Сломав это число на три (тройки), мы расшифруем сразу, какие аминокислоты и в том, за чем заказ следует в молекуле волокна: A-ts-a - цистеин; T-T-T - лизин; A-a-ts - лейцин; TS-A-A - валин;-Г-г-г - пролин. В Азбуке Морзе только два признака. Для обозначения всех писем всех чисел и знаков препинания это необходимо, чтобы взять некоторые письма или числа к 5 признакам. Кодекс ДНК легче. Различный нуклеотидов 4. Число возможных комбинаций от 4 элементов на 3 равно 64. Различные аминокислоты только 20. Таким образом, различные тройки нуклеотидов достаточны для того, чтобы кодировать всех аминокислот очень.

Транскрипция. Для синтеза волокна в рибосомах программу синтеза нужно поставить, то есть. Информация относительно структуры белка, записанная и сохраненная в ДНК. Для синтеза волокна точные копии этой информации идут в рибосомы. Это выполнено посредством РНК, которые синтезируются на ДНК и точно копируют ее структуру. Последовательность нуклеотидов РНК точно повторяет последовательность в одной из генных цепей. Таким образом, информация, содержащая в структуре данного гена, как если бы переписывается на РНК. Это название процесса транскрипция (броня. "Транскрипция" - копирование). Возможно удалить любое число копий РНК От каждого гена. Эти РНК, имеющие в рибосомах информация относительно структуры волокон, называют информацию (i-rnk).

Чтобы понять, как структура и последовательность договоренности нуклеотидов в гене могут быть скопированы "на РНК, мы вспомним принцип комплементарности, на котором основании построена молекула с двумя спиралями ДНК. Нуклеотиды один характер причины цепи напротив нуклеотидов другая цепь. Если на одной цепи, И на том же самом уровне другой цепи стоит Т, и против Г всегда есть T.Drugih комбинаций, не случается. Принцип комплементарности работает и в информации синтеза РНК.

Против всех нуклеотида одно из повышений цепей ДНК комплементарный к этому информация нуклеотид РНК (в РНК вместо тимидилового нуклеотида (присутствует уридиловый нуклеотид (). Таким образом, против Г днк повышается Ц рнк, против И днк - В рнк, против Т днк - И рнк. В результате сформированная цепь РНК на структуре и последовательности нуклеотидов представляет точную копию структуры и последовательности нуклеотидов одна из цепей ДНК. Информационные РНК молекул идут в место, где есть синтез волокна, то есть. К рибосомам. Там есть от цитоплазмы, материальный поток которой волокно находится в работе, то есть. Аминокислоты. В цитоплазме клеток всегда есть аминокислоты, сформированные в результате раскола волокон пищи.

Транспортный РНК. Аминокислоты добираются до рибосомы не независимо, и сопровождаемый транспортом РНК (t-RnK). Молекулы t-RnK являются незначащими - они состоят все из 70-80 связей нуклеотидных. Их структура и последовательность для некоторого t-RnK уже установлены полностью. Это было таким образом узнано, который во многой цепи помещает, t-RnK узнаны 4-7 связей нуклеотидных, комплементарных друг друга. Присутствие последовательности комплементарных в молекуле приводят к этому эти участки в достаточном восстановлении отношений, склеивается друг с другом благодаря формированию водородных коммуникаций между комплементарными нуклеотидами. В результате есть трудный петлистая напоминание структуры под формой лист клевера. Аминокислота присоединяется, одна из молекулы заканчивает t-RnK (), и в вершине "транспортной развязки типа клеверный лист" есть тройка нуклеотидов (), который соответствует на кодексе данной аминокислоте. Как есть не меньше чем 20 различных аминокислот, который, очевидно, доступен не меньше чем 20 различных t-RnK: на каждой аминокислоте - t-RnK.

Реакция матричного синтеза. В живых системах мы встречаем новый тип реакций, как ДНК редупликации, или реакция синтеза РНК. Такие реакции неизвестны в безжизненной природе. Их называют реакции матричного синтеза.

Термин "матрица" в технике называет форму используемой для того, чтобы бросить монет, медалей, типографского шрифта: укрепленный металл в точности воспроизводит все детали формы, служащей для того, чтобы бросить. Матричный синтез напоминает набиранию матрицы: новые молекулы синтезируются в точном соответствии с планом, который был помещен в пешку в структуре уже существующих молекул. Матричный принцип лежит в основе главных синтетических реакций клетки, такого, как синтез nucleinic кислот и волокон. В этих реакциях предоставлена точная, строго определенная последовательность моновзвешенных связей в синтезируемых полимерах. Здесь есть направленное сжатие мономеров в определенном месте клетки - на молекулах, служащих матрицей, где реакция продолжается. Если бы такие реакции произошли в результате случайного столкновения молекул, то они продолжались бы бесконечно медленно. Синтез трудных молекул на основе матричного принципа выполнен быстро и точно.

Матричная роль в матричных реакциях играется макромолекулами nucleinic кислот ДНК или РНК. Моновзвешенные молекулы, от которых полимер синтезируется, - нуклеотиды или аминокислоты - согласно принципу комплементарности, успокаиваются и закрепленный на матрице в строго определенном, установленном порядке. Тогда там "шьет вместе" моновзвешенных связей в полимерной цепи, и готовый полимер свален от матрицы. После этого матрица готова к сборке новой полимерной молекулы. Это ясно, которым как на данной форме, бросая только любую монету, может быть сделано одно письмо, и на данной матричной молекуле может быть "сборка" только любой полимер.

Матричный тип реакций - определенная особенность химизма живые системы. Они - основание фундаментальной собственности всех, живут - ее способности к подобному воспроизводству.

Перевод. Информация относительно структуры белка, кто был записан в i-rnk в форме последовательности нуклеотидов, передана далее в форме последовательности аминокислот в синтезируемых цепях полипептидной. Этот перевод названия процесса. Понять, как в рибосомах есть перевод, то есть. Передача информации с языка nucleinic кислот на языке волокон, мы обратимся к рисунку. Рибосомы в рисунке представлены в добром яйцевидных, тела, покрывающие i-rnk от левого конца, начинают синтез волокна. В процессе сборки альбуминовой молекулы рибосома ползает на i-rnk. Когда рибосома продвинется вперед на 50-100 И, от того же самого конца на i-rnk вторая рибосома, которая, так же как первое, начинает синтез, вступает и шаги после первой рибосомы. Тогда на i-rnk третья рибосома, четвертое и т.д. вступает. Все они выполняют ту же самую работу: все синтезы то же самое волокно, запрограммированное на данном i-rnk. Далее рибосома на i-rnk направо продвинула, больший, часть альбуминовой молекулы "собрана". Когда рибосома достигает правильного конца i-rnk, синтез закончен. Рибосома со сформированным волокном спускается с i-rnk. Тогда они рассеиваются: рибосома - на любом i-rnk (поскольку это способно к синтезу любого волокна; характер волокна зависит от матрицы), альбуминовая молекула - в эндоплазматическую, который сеть и на этом перемещает в тот участок клетки, где данный вид волокна требуется. В течение короткого времени вторая рибосома тогда третье и т.д. заканчивает работу. И от левого конца i-rnk на всем этом новые и новые рибосомы вступают, и синтез волокна идет непрерывно. Число рибосом, которые находят комнату одновременно на молекуле i-rnk, зависит от длины i-rnk. Так, на молекуле i-rnk, который синтез программ волокна гемоглобина и который длина соседний 1500 И, расположен к пяти рибосомам (диаметр рибосомы - приблизительно равные 230). Группа рибосом, которая расположена одновременно на одной молекуле i-rnk, назовите многорибосому.

Теперь мы остановимся на механизме работы рибосомы. Рибосома во время движения на i-rnk в течение каждого данного момента находится в контакте с маленьким учаством свои молекулы. Вероятно, размер этого участка делает только одну тройку нуклеотидов. Рибосома идет дальше i-rnk не гладко, и с замешательством, "короткие шаги", тройка позади тройки. На некотором расстоянии от места контакта рибосомы от i-рек есть пункт "сборки" волокна: здесь расположен и фермент белок-sintetaza, создающих полипептидную, цепь работает, то есть Формирующий коммуникации пептидные между аминокислотами.

Механизм "сборки" альбуминовой молекулы в рибосомах выполнен следующим образом. В каждой рибосоме, которая является частью многорибосомы, то есть. Идя дальше i-rnk, от молекул окружающей среды t-RnK с "навешанными" на них аминокислоты идут непрерывный поток. Они проходят, касающийся с кодексом заканчивают место контакта рибосомы с i-rnk, который находится в настоящее время в рибосоме. Противоположный конец t-RnK (имеющий аминокислоту) появляется таким образом рядом к пункту "сборки" волокна. Однако только, когда кодовая тройка, t-RnK появится комплементарным к тройке i-rnk (находящийся в настоящее время в рибосоме), аминокислота, поставила t-RnK, доберется до структуры молекулы волокна и отделится от t-RnK. Немедленно рибосома действительно "ступает" вперед в i-rnk на одной тройке, и свободный t-RnK брошен из рибосомы в окружающей среде. Здесь это схватывает новую молекулу аминокислоты и имеет это в любой из рабочих рибосом. Так постепенно, тройка позади тройки, шаги i-rnk рибосома и связь позади связи - полипептидная цепь растет. Так рибосома - это клетки органоид, которые законно называют "молекулярный автомат" работами синтеза волокна.

В лабораторных условиях искусственный синтез волокна требует огромные усилия, это много времени и средства. И в живом синтезе клетки одной молекулы волокна прибывает до конца 1-2 минуты

Роль ферментов в биосинтезе волокна. Это не необходимо, чтобы забыть, что любой шаг в ходе синтеза волокна не идет без участия ферментов. Все реакции альбуминового синтеза катализируются специальные ферменты. Синтез i-rnk проводит фермент, который "ползает вдоль молекулы ДНК с начала гена к его концу, оставляет себя готовой молекулой i-rnk. Ген в этом процессе дает только программу для синтеза, и процесс выполняет фермент. Без участия ферментов есть не также связь аминокислот с t-RnK. Есть специальные ферменты, обеспечивающие захват и связь аминокислот от них t-RnK. Наконец, в рибосоме в ходе сборки волокна фермент, связывающий аминокислоты между собой, работает.

Власть биосинтеза волокна. Еще одна очень важная сторона биосинтеза волокна - ее власть. Любой синтетический процесс представляет реакцию эндотермическую и, следовательно, требует расхода энергии. Биосинтез волокна представляет цепь синтетических реакций: 1) синтез i-rnk; 2) связь аминокислот с t-RnK; 3) "сборка волокна". Все эти реакции требуют расходы власти. Энергию для синтеза волокна поставляет реакция раскола АТФ. Каждая связь биосинтеза всегда соединяется к распаду АТФ.

Компактность биологической организации. При изучении роли ДНК это было узнано, что явление отчета, хранения и передачи наследственной информации выполнено на уровне молекулярных структур. Благодаря этому удивительная компактность "рабочих механизмов", достигнута самая большая доходность их размещения в место. Это известно, то обслуживание ДНК в одном сперматозоиде человек одинаково 3.3Х10-12 степени, ДНК г содержит всю информацию, определяющую развитие человека. Все подсчитано, который пропитывал яйцеклетки, от которого развились все люди, живущие в настоящее время на Землю, содержите так много ДНК, сколько это находит комнатой в объеме головы булавки.