Περιγράψτε όλα τα βήματα που ξεκινούν με το DNA και τερματίστε μια πλήρη πρωτεΐνη;

από DNA σε πρωτεΐνη:ένα ταξίδι μοριακής μαγείας

Η διαδικασία δημιουργίας μιας πρωτεΐνης από ένα σχέδιο DNA είναι ένα συναρπαστικό και περίπλοκο ταξίδι. Περιλαμβάνει πολλαπλά βήματα, κάθε κρίσιμη για το τελικό προϊόν πρωτεΐνης. Ακολουθεί μια λεπτομερής κατανομή:

Βήμα 1:Μεταγραφή

* Τοποθεσία: Πυρήνας

* Υλικό εκκίνησης: ΫΝΑ

* αποτέλεσμα: Messenger RNA (mRNA)

1. Η διπλή έλικα του DNA χαλαρώνει, εκθέτοντας το γονίδιο που περιέχει τον κώδικα για την επιθυμητή πρωτεΐνη.

2. δέσμευση πολυμεράσης RNA: Η RNA πολυμεράση, ένα ένζυμο, δεσμεύεται στην περιοχή προαγωγού του γονιδίου, το οποίο σηματοδοτεί την έναρξη του γονιδίου.

3. Σύνθεση RNA: Η πολυμεράση RNA κινείται κατά μήκος του κλώνου ϋΝΑ, διαβάζοντας την αλληλουχία των βάσεων και δημιουργώντας ένα συμπληρωματικό μόριο RNA (mRNA). Αυτή η διαδικασία ονομάζεται μεταγραφή.

4. Επεξεργασία mRNA: Το νεοσύστατο mRNA υφίσταται επεξεργασία:

* capping: Ένα προστατευτικό καπάκι προστίθεται στο 5 'άκρο του μορίου mRNA.

* Συγκόλληση: Οι μη κωδικοποιημένες περιοχές (ιντρόνια) απομακρύνονται από το mRNA, αφήνοντας μόνο τις περιοχές κωδικοποίησης (εξόνια).

* Πολυαδενυλίωση: Μια ουρά βάσεων αδενίνης (poly-a ουρά) προστίθεται στο τέλος 3 '.

Βήμα 2:Μετάφραση

* Τοποθεσία: Κυτταρόπλασμα (ειδικά σε ριβοσώματα)

* Υλικό εκκίνησης: mRNA

* αποτέλεσμα: Πρωτεΐνη

1. δέσμευση mRNA σε ριβόσωμα: Το επεξεργασμένο μόριο mRNA συνδέεται με ένα ριβόσωμα, το οποίο είναι ένα κυτταρικό μηχάνημα που είναι υπεύθυνο για τη σύνθεση πρωτεϊνών.

2. Αναγνώριση tRNA: Μεταφέρετε μόρια RNA (tRNA), το καθένα που φέρει ένα συγκεκριμένο αμινοξύ, αναγνωρίζει και δεσμεύει τα κωδικόνια (αλληλουχίες τριών βάσεων) στο mRNA.

3. σχηματισμός δεσμών πεπτιδίου: Το ριβόσωμα κινείται κατά μήκος του mRNA, διαβάζοντας κάθε κωδικόνιο και φέρνοντας το αντίστοιχο αμινοξέται στην αυξανόμενη πολυπεπτιδική αλυσίδα. Τα αμινοξέα συνδέονται μεταξύ τους με πεπτιδικούς δεσμούς.

4. Η πολυπεπτιδική αλυσίδα συνεχίζει να αναπτύσσεται καθώς το ριβόσωμα κινείται κατά μήκος του mRNA, προσθέτοντας αμινοξέα ένα προς ένα.

5. Τερματισμός: Όταν το ριβόσωμα συναντήσει ένα κωδικόνιο στάσης, η διαδικασία σύνθεσης πρωτεΐνης τελειώνει. Η πολυπεπτιδική αλυσίδα αποσυνδέεται από το ριβόσωμα.

Βήμα 3:Δίπλωμα πρωτεΐνης

* Τοποθεσία: Κυτταρόπλασμα, ενδοπλασματικό δίκτυο (ER), συσκευή Golgi

* Υλικό εκκίνησης: Πολυπεπτιδική αλυσίδα

* αποτέλεσμα: Λειτουργική πρωτεΐνη

1. Πρωτογενής δομή: Η αλληλουχία των αμινοξέων στην πολυπεπτιδική αλυσίδα καθορίζει την κύρια δομή της.

2. Δευτερεύουσα δομή: Η πολυπεπτιδική αλυσίδα αναδιπλώνεται σε συγκεκριμένα σχήματα, όπως οι άλφα-έλικες και τα βήτα-φύλλα, λόγω αλληλεπιδράσεων μεταξύ αμινοξέων (δεσμούς υδρογόνου).

3. Τριτοβάθμια δομή: Η πολυπεπτιδική αλυσίδα περαιτέρω αναδιπλώνεται σε μια σύνθετη δομή 3D, που οδηγείται από αλληλεπιδράσεις μεταξύ πλευρικών αλυσίδων αμινοξέων (υδρόφοβες αλληλεπιδράσεις, ιοντικούς δεσμούς, δισουλφιδικούς δεσμούς).

4. Τεχνική δομή: Ορισμένες πρωτεΐνες αποτελούνται από πολλαπλές πολυπεπτιδικές αλυσίδες (υπομονάδες) που συνδέονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν μια λειτουργική μονάδα.

Βήμα 4:Τροποποίηση πρωτεΐνης

* Τοποθεσία: Er, συσκευή Golgi

* Υλικό εκκίνησης: Διπλωμένη πρωτεΐνη

* αποτέλεσμα: Ώριμη λειτουργική πρωτεΐνη

1. γλυκοζυλίωση: Τα μόρια ζάχαρης μπορούν να προστεθούν στην πρωτεΐνη, τροποποιώντας τη λειτουργία και τη σταθερότητα της.

2. Φωσφορυλίωση: Οι φωσφορικές ομάδες μπορούν να προστεθούν στην πρωτεΐνη, η οποία μπορεί να μεταβάλει τη δραστηριότητά της.

3. Άλλες τροποποιήσεις: Μπορούν να εμφανιστούν άλλες τροποποιήσεις, όπως η ακετυλίωση, η μεθυλίωση και η ουβικιτίνη,, περαιτέρω ρυθμίζοντας τη λειτουργία της πρωτεΐνης.

Τελικό προϊόν:Μια πλήρης λειτουργική πρωτεΐνη

Η διαδικασία κορυφώνεται με την παραγωγή μιας ώριμης, λειτουργικής πρωτεΐνης έτοιμη να εκτελέσει τον συγκεκριμένο ρόλο της στο κύτταρο ή τον οργανισμό. Αυτό το ταξίδι από το DNA σε πρωτεΐνες αποτελεί παράδειγμα του περίπλοκου συντονισμού των μοριακών γεγονότων που αποτελούν τη βάση της ίδιας της ζωής.