För att studera de processer som sker i kroppen behöver du veta vad som händer på cellnivå. Där proteiner spelar en viktig roll. Det är nödvändigt att studera inte bara deras funktioner, utan också skapelseprocessen. Därför är det viktigt att förklara proteinbiosyntes kortfattat och tydligt. Betyg 9 passar bäst för detta. Det är i detta skede som eleverna har tillräckligt med kunskap för att förstå ämnet.
Proteiner – vad är det och vad är de till för
Dessa makromolekylära föreningar spelar en enorm roll i alla organismers liv. Proteiner är polymerer, det vill säga de består av många liknande "bitar". Deras antal kan variera från några hundra till tusentals.
Proteiner utför många funktioner i cellen. Deras roll är också stor på högre organisationsnivåer: vävnader och organ är till stor del beroende av att olika proteiner fungerar korrekt.
Alla hormoner är till exempel av proteinursprung. Men det är dessa ämnen som styr alla processer i kroppen.
Hemoglobin är också ett protein, det består av fyra kedjor, som är i mittensammanlänkad av en järnatom. Denna struktur tillåter röda blodkroppar att transportera syre.
Kom ihåg att alla membran innehåller proteiner. De är nödvändiga för transport av ämnen genom cellmembranet.
Det finns många fler funktioner hos proteinmolekyler som de utför tydligt och otvetydigt. Dessa fantastiska föreningar är väldigt olika inte bara i sina roller i cellen, utan också i struktur.
Där syntesen äger rum
Ribosomen är organellen där huvuddelen av processen som kallas "proteinbiosyntes" äger rum. Årskurs 9 i olika skolor skiljer sig åt i läroplanen för att studera biologi, men många lärare ger material om organeller i förväg innan de studerar översättning.
Därför blir det lätt för eleverna att komma ihåg materialet och konsolidera det. Du bör vara medveten om att endast en polypeptidkedja kan skapas på en organell åt gången. Detta räcker inte för att tillgodose cellens alla behov. Därför finns det många ribosomer, och oftast kombineras de med det endoplasmatiska retikulum.
Sådan EPS kallas grov. Fördelen med ett sådant "samarbete" är uppenbart: omedelbart efter syntesen går proteinet in i transportkanalen och kan skickas till sin destination utan dröjsmål.
Men om vi tar hänsyn till själva början, nämligen läsningen av information från DNA, så kan vi säga att proteinbiosyntesen i en levande cell börjar i kärnan. Det är här budbärar-RNA syntetiseras.som innehåller den genetiska koden.
Obligatoriskt material - aminosyror, syntesplats - ribosom
Det verkar som att det är svårt att förklara hur proteinbiosyntesen fortskrider, kort och tydligt, ett processdiagram och många ritningar är helt enkelt nödvändiga. De kommer att hjälpa till att förmedla all information, och eleverna kommer att kunna komma ihåg den lättare.
Först och främst kräver syntesen "byggmaterial" - aminosyror. Vissa av dem produceras av kroppen. Andra kan bara fås från mat, de kallas oumbärliga.
Det totala antalet aminosyror är tjugo, men på grund av det enorma antalet alternativ där de kan ordnas i en lång kedja, är proteinmolekyler väldigt olika. Dessa syror har liknande struktur, men skiljer sig åt i radikaler.
Det är egenskaperna hos dessa delar av varje aminosyra som avgör vilken struktur den resulterande kedjan kommer att "veckas", om den kommer att bilda en kvartär struktur med andra kedjor, och vilka egenskaper den resulterande makromolekylen kommer att ha.
Proteinbiosyntesprocessen kan inte fortgå helt enkelt i cytoplasman, den behöver en ribosom. Denna organell består av två underenheter - stor och liten. I vila separeras de, men så fort syntesen börjar kopplas de omedelbart ihop och börjar arbeta.
Så olika och viktiga ribonukleinsyror
För att föra en aminosyra till ribosomen behöver du ett speciellt RNA som kallas transport. Fördess förkortningar står för tRNA. Denna enkelsträngade klöverbladsmolekyl kan fästa en enda aminosyra till sin fria ände och föra den till platsen för proteinsyntesen.
Ett annat RNA som är involverat i proteinsyntesen kallas matris (information). Den har en lika viktig komponent i syntesen - en kod som tydligt anger när vilken aminosyra som ska kedjas till den resulterande proteinkedjan.
Denna molekyl har en enkelsträngad struktur, består av nukleotider, precis som DNA. Det finns vissa skillnader i den primära strukturen för dessa nukleinsyror, vilket du kan läsa om i den jämförande artikeln om RNA och DNA.
Information om sammansättningen av proteinet mRNA får från huvudvårdaren av den genetiska koden - DNA. Processen att läsa deoxiribonukleinsyra och syntetisera mRNA kallas transkription.
Det förekommer i kärnan, varifrån det resulterande mRNA:t skickas till ribosomen. Själva DNA:t lämnar inte kärnan, dess uppgift är bara att bevara den genetiska koden och överföra den till dottercellen under delning.
Sammanfattningstabell över huvuddeltagarna i sändningen
För att beskriva proteinbiosyntes kortfattat och tydligt är en tabell helt enkelt nödvändig. I den kommer vi att skriva ner alla komponenter och deras roll i denna process, som kallas översättning.
| Vad som behövs för syntes | Vilken roll spelar |
| Aminosyror | Fungerar som en byggsten för proteinkedjan |
| Ribosome | Ärsändningsplats |
| tRNA | Transporterar aminosyror till ribosomer |
| mRNA | Levererar information om sekvensen av aminosyror i ett protein till syntesplatsen |
Samma process för att skapa en proteinkedja är uppdelad i tre steg. Låt oss titta på var och en av dem mer i detalj. Därefter kan du enkelt förklara proteinbiosyntesen kort och tydligt för alla som vill ha det.
Initiering – början på processen
Detta är det första steget av translation, där den lilla underenheten av ribosomen smälter samman med det allra första tRNA:t. Denna ribonukleinsyra bär på aminosyran metionin. Översättning börjar alltid med denna aminosyra, eftersom startkodonet är AUG, som kodar för denna första monomer i proteinkedjan.
För att ribosomen ska känna igen startkodonet och inte starta syntes från mitten av genen, där AUG-sekvensen också kan vara, finns en speciell nukleotidsekvens runt startkodonet. Det är från dem som ribosomen känner igen platsen där dess lilla underenhet ska sitta.
Efter bildandet av komplexet med mRNA avslutas initieringssteget. Och huvudstadiet av sändningen börjar.
Förlängning är mitten av syntesen
I detta skede sker en gradvis ökning av proteinkedjan. Förlängningens varaktighet beror på antalet aminosyror i proteinet.
Först och främst för litetden större underenheten av ribosomen är fäst. Och det initiala t-RNA:t är helt och hållet i det. Utanför finns bara metionin kvar. Därefter kommer ett andra t-RNA som bär en annan aminosyra in i den stora underenheten.
Om det andra kodonet på mRNA:t matchar antikodonet i toppen av klöverbladet, fästs den andra aminosyran till den första via en peptidbindning.
Därefter rör sig ribosomen längs m-RNA:t exakt tre nukleotider (ett kodon), det första t-RNA:t lösgör metionin från sig själv och separerar från komplexet. I dess ställe finns ett andra t-RNA, i slutet av vilket det redan finns två aminosyror.
Då går det tredje t-RNA:t in i den stora underenheten och processen upprepas. Det kommer att fortsätta tills ribosomen träffar ett kodon i mRNA:t som signalerar slutet på translationen.
Uppsägning
Detta är det sista steget, vissa kanske tycker att det är ganska grymt. Alla molekyler och organeller som fungerade så bra tillsammans för att skapa polypeptidkedjan stannar så snart ribosomen träffar det terminala kodonet.
Den kodar inte för någon aminosyra, så allt tRNA som går in i den stora subenheten kommer att avvisas på grund av en felmatchning. Det är här termineringsfaktorer spelar in, som skiljer det färdiga proteinet från ribosomen.
Själva organellen kan antingen delas upp i två underenheter eller fortsätta ner i mRNA:t i jakt på ett nytt startkodon. Ett mRNA kan ha flera ribosomer samtidigt. Var och en av dem är i sitt eget stadium. Det nyskapade proteinet är försett med markörer, med hjälp av vilka dess destination kommer att vara tydlig för alla. Och med EPS kommer det att skickas dit det behövs.
För att förstå rollen av proteinbiosyntes är det nödvändigt att studera vilka funktioner den kan utföra. Det beror på sekvensen av aminosyror i kedjan. Det är deras egenskaper som bestämmer den sekundära, tertiära och ibland kvartära (om den finns) proteinstrukturen och dess roll i cellen. Du kan läsa mer om funktionerna hos proteinmolekyler i en artikel om detta ämne.
Hur du lär dig mer om streaming
Den här artikeln beskriver proteinbiosyntes i en levande cell. Naturligtvis, om du studerar ämnet djupare, kommer det att ta många sidor att förklara processen i alla detaljer. Men ovanstående material bör vara tillräckligt för en allmän idé. Videomaterial där forskare har simulerat alla stadier av översättning kan vara mycket användbart för att förstå. Några av dem har översatts till ryska och kan fungera som en bra guide för studenter eller bara en utbildningsvideo.
För att förstå ämnet bättre bör du läsa andra artiklar om relaterade ämnen. Till exempel om nukleinsyror eller om proteiners funktioner.
