Na pytanie Matrix Synthesis odpowiada autor Alena Augustenyak najlepszą odpowiedzią jest MATRIX SYNTEZA JEST
1. Polimeryzacja i polikondensacja, w których o strukturze powstającego polimeru i (lub) kinetyce procesu decydują inne makrocząsteczki (matryce) znajdujące się w bezpośrednim sąsiedztwie. kontakt z cząsteczkami jednej lub kilku. monomery i rosnące łańcuchy. Przykład M. z. u dzikich zwierząt - synteza kwasów nukleinowych i białek, w której rolę matrycy odgrywają DNA i RNA, a skład i kolejność naprzemienności ogniw w rosnącym (córce) łańcuchu są jednoznacznie określone przez skład i struktura matrycy. Termin „MS” jest zwykle używany przy opisywaniu syntezy kwasów nukleinowych i białek, a przy rozważaniu sposobów otrzymywania innych polimerów stosuje się takie terminy, jak polireakcje macierzowe, polimeryzacja i polikondensacja.

taka M.s. jest realizowany pod warunkiem chem. i steryczny. zgodność (komplementarność) monomerów i rosnącego łańcucha z jednej strony i matrycy z drugiej; w tym przypadku akty elementarne zachodzą między monomerami a rosnącymi makrocząsteczkami (a także oligomerami - podczas polikondensacji matrycy) związanymi z matrycą. Zazwyczaj monomery i oligomery są odwracalnie związane z matrycą przez dość słabe intermole. interakcja - elektrostatyczne. , donor-akceptor itp. Łańcuchy potomne są prawie nieodwracalnie związane z matrixem („rozpoznają” matrix) dopiero po osiągnięciu określonej długości, zależnej od energii oddziaływania. między ogniwami macierzy a łańcuchem potomnym. „Rozpoznanie” matrycy przez rosnący łańcuch jest niezbędnym etapem pracy M. s. ; łańcuchy potomne prawie zawsze zawierają fragment lub fragmenty utworzone zgodnie z „zwykłym” mechanizmem, tj. bez wpływu matrycy. Szybkość M. z. może być większa, mniejsza lub równa szybkości procesu przy braku matrycy (efekt matrycy kinetycznej). Strukturalny efekt matrycy przejawia się w zdolności matrycy do wpływania na długość i chemię. strukturę łańcuchów potomnych (w tym ich strukturę steryczną), a jeśli u M. s. zaangażowane są dwa lub więcej monomerów - wpływa to również na skład kopolimeru i sposób zamiany jednostek. Metoda M. z. otrzymuje się kompleksy polimer-polimer, które mają bardziej uporządkowaną strukturę niż polikompleksy syntetyzowane przez proste mieszanie roztworów polimerów, a także polikompleksy, których nie można otrzymać z gotowych polimerów ze względu na nierozpuszczalność jednego z nich. SM. - obiecująca metoda otrzymywania nowych materiałów polimerowych. Termin „MS” jest zwykle używany przy opisywaniu syntezy kwasów nukleinowych i białek, a przy rozważaniu sposobów otrzymywania innych polimerów stosuje się takie terminy, jak polireakcje macierzowe, polimeryzacja i polikondensacja. Oświetlony. : Kabanov VA, Papisov IM, "Związki wysokocząsteczkowe", ser. A, 1979, t. 21, nr 2, s. 243-81; Obraz O. V. [i innych], „DAN USSR”, 1984, t. 275, nr 3, s. 657-60; Litmanovich AA, Markov SV, Papisov IM, „Związki wysokocząsteczkowe”, ser. A, 1986, t. 28, nr 6, s. 1271-78; Ferguson J., Al-Alawi S., Graumayen R., "European Polymer Journall", 1983, t. 19, nr 6, s. 475-80; Polowinski S., "J. Polymer. Sci.", Polimer Chemistry Edition, 1984, t. 22, nr 11, s. 2887-94. IM Papisow.
połączyć

Jak już wspomniano (s. 59), najważniejsze biopolimery – białka i kwasy nukleinowe – są syntetyzowane w żywym organizmie na drodze polikondensacji macierzy. Do realizacji matrycowej syntezy polimeru jest to konieczne makrocząsteczka matrix, łożysko wszystkie informacje na pierwszorzędową strukturę zsyntetyzowanej makrocząsteczki. W trakcie syntezy informacje te są „odczytywane” i różne monomery wchodzić w reakcje syntezy w określonej kolejności. W tym celu konieczne jest, aby każdy monomer „rozpoznawał” miejsce na matrycy makrocząsteczek, w którym „zapisywana jest” informacja o tym konkretnym monomerze. Innymi słowy, niektórzy zgodność strukturalna między cząsteczką monomeru a odpowiednim miejscem matrycy; ta korespondencja to tzw komplementarność(w niektórych źródłach rosyjskojęzycznych występuje pisownia „zestaw oraz mentalność"; chodzi chyba o to, że angielskie słowo Zpełnymi psychiczny wymawiane jak ' kompletja ment ry).

Zasada komplementarności makrocząsteczki-matrycy i syntetyzowanego polimeru może być wykorzystana do syntezy polimerów o określonej strukturze pierwszorzędowej każdy metoda (i polimeryzacja  i polikondensacja) trwają badania nad preparatyką matrycową kopolimerów syntetycznych. Jednak dotychczas jedynymi skutecznymi przykładami syntez matrycowych polimerów są syntezy białek i kwasów nukleinowych na drodze polikondensacji matrycowej. Wszystkie te syntezy odbywają się podczas procesy genetyczne, głównie - replikacja, transkrypcja oraz transmisje(synteza małych odcinków DNA zachodzi również podczas innego procesu genetycznego - naprawy).

We wszystkich tych przypadkach macierz jest makrocząsteczka kwasu nukleinowego: podczas replikacji i transkrypcji - DNA, podczas translacji - matrix (informacyjny) RNA. Rozpoznawanie komplementarne zachodzi: A. Podczas replikacji i transkrypcji (a także naprawy) - między jednostkami nukleotydowymi makrocząsteczki matrix a monomerami (trójfosforanami nukleozydów); B. Podczas translacji - pomiędzy jednostkami nukleotydowymi makrocząsteczki - matrix a jednostkami nukleotydowymi antykodonów. Rozpoznawanie to odbywa się poprzez tworzenie wiązań wodorowych między zasadami heterocyklicznymi: dla DNA w parach adenina-tymina (A-T, Ade-Thy) i guanina-cytozyna (G-C, Gua-Cyt), dla RNA - w parach adenina- uracyl (A-U, Ade-Ura) i guanina-cytozyna. W parach A-T i A-U powstają dwa wiązania wodorowe, w parze G-C - trzy:

Te pary mają dokładnie ten sam rozmiar (1,085 nm); umożliwia to konstruowanie regularnych wtórny struktur (głównie podwójnej helisy DNA).

Początek i koniec replikacji, transkrypcji i translacji w ściśle określonych miejscach makrocząsteczki macierzowe (innymi słowy, istnieją „sygnały startu” i „sygnały zatrzymania” dla syntez macierzowych). Początek tych procesów to tzw inicjacja, proces tworzenia łańcucha polimeru jest wydłużenie kończący się - zakończenie. Wszystkie te procesy są katalizowane przez kilka enzymów.

Replikacja. Podczas tego procesu genetycznego podwojenie Cząsteczki DNA, tj. biurowy Informacja genetyczna. Istotą procesu jest rozwijanie podwójnej helisy DNA w pojedyncze łańcuchy; każdy z nich służy jako szablon do syntezy nowego (córki) łańcucha z monomerów - dezoksyrybonukleozydo-5'-trifosforany. Katalizowana synteza enzymy polimerazy DNA którzy przeprowadzają liniowy synteza (tj. na każdym etapie tworzenia łańcucha polimer i monomer oddziałują) w kierunku 5'→3' (tj. na każdym etapie 3'-końcowa grupa OH polimeru i grupa 5'-trifosforanowa monomer reaguje:

Ponieważ każdy monomer rozpoznaje swoje własne miejsce, łańcuch potomny jest dokładną kopią oddzielonego łańcucha [jeśli podczas syntezy do łańcucha zostanie dodany „niewłaściwy” monomer (tj. sprostowanie - oddziela ten link].

Podwójne wiązanie zaczyna się rozpadać w jakimś konkretnym miejscu; synteza łańcuchów potomnych rozpoczyna się natychmiast po rozpoczęciu rozwijania się podwójnej helisy; podwójna helisa nadal się rozwija, a po odwijaniu (ruchu „replikacyjnego widelca”) następuje wzrost łańcuchów potomnych. W tym przypadku na dwóch pojedynczych macierzach łańcuchowych synteza przebiega według różnych schematów. Faktem jest, że w podwójnej helisie oryginalnego (matczynego) DNA łańcuchy są zorientowane antyrównoległy; więc dla jednej nici widełki replikacyjne poruszają się w kierunku 5'→3' (nić ta nazywa się prowadzący), a dla drugiego w kierunku 3'→5' (łańcuch ten nazywa się pozostawać w tyle). Ponieważ synteza łańcucha potomnego może iść tylko w kierunku 5'→3', a następnie dalej prowadzącyłańcuch jest syntetyzowany w tym samym kierunku, czyli ruch wideł, i dalej opóźniony - wręcz przeciwnie kierunek. Dlatego na wiodącym łańcuchu idzie ciągły synteza „po” ruchu widelca i na opóźnieniu - przerywany, w postaci odrębnych fragmentów, tzw fragmenty Okazakiego(podczas syntezy jednego fragmentu rozwidlenie przesuwa się w przeciwnym kierunku i miejsce na matrycy zostaje zwolnione; następnie synteza tego fragmentu ustaje, a rozpoczyna się synteza drugiego fragmentu w zwolnionym miejscu itd.) :

Po zakończeniu syntezy fragmenty Okazaki są łączone przez specjalne enzymy (ligazy) w jeden łańcuch. Tak więc na jednym łańcuchu (wiodącym) jest synteza czysto liniowa, a na drugim - opóźnionym - bloku (zbieżnym).

Łańcuchy potomne tworzą się z łańcuchami macierzystymi podwójne helisy są kopiami oryginalnych podwójnych helis.

Reakcja łańcuchowa polimerazy (amplifikacja fragmentów DNA)

Stosunkowo niedawno (K. Mullis, 1988) opracowano technikę, która pozwala na przeprowadzenie procesu podobnego do replikacji nie w ciele, ale „w kolbie” ( w in vitro) . Taki proces nazywa się reakcja łańcuchowa polimerazy, PCR (polimeraza Łańcuch reakcja, PCR) . Reakcja łańcuchowa polimerazy umożliwia wielokrotne zwiększanie ilości początkowo pobranego DNA; taki wzrost liczby (reprodukcji) jest zwykle określany terminem „ wzmocnienie". Nie cały natywny DNA jest poddawany amplifikacji metodą PCR, ale jego fragmenty zawierające interesujące badacza geny. Aby otrzymać takie fragmenty, natywne DNA poddaje się specyficznemu cięciu ( ograniczenia) specjalne enzymy - restrykcje(do omówienia później). Warunek konieczny do amplifikacji: aby fragment mógł być amplifikowany, powinna być znana struktura pierwszorzędowa od końca 3' obu łańcuchów do około 20-30 jednostek.

Aby przeprowadzić reakcję łańcuchową polimerazy, konieczne jest posiadanie podkłady - oligonukleotydy o długości 20-30 jednostek, komplementarne struktury pierwszorzędowe obu łańcuchów od końców 3'. Synteza takich oligonukleotydów jest dobrze rozwinięta.

W przypadku PCR amplifikowalny fragment DNA umieszcza się w naczyniu reakcyjnym, wielki nadmiar wprowadza się zarówno startery, jak i monomery - dezoksyrybonukleotyd - 5'-trifosforany - oraz polimerazę DNA; zwykle używać odporna na ciepło polimeraza wyizolowana z termobakterii. Mieszaninę ogrzewa się do 95°C; w tym przypadku podwójna helisa zamplifikowanego fragmentu DNA rozpada się na pojedyncze łańcuchy; następnie szybko schłodzone do 60 0 С; podczas gdy startery koordynują z komplementarnymi końcami 3' każdej nici. Jest to bardziej prawdopodobne niż odtworzenie pękniętej podwójnej helisy. podkłady są w dużym nadmiarze. Startery związane z nicią służą jako startery do syntezy matrycy DNA z monomerów, która jest katalizowana przez polimerazę DNA. Synteza idzie w kierunku 5'→3'; na każdej nici syntetyzowana jest komplementarna druga nić, w wyniku czego ilość DNA jest podwojona. Następnie cykl ogrzewania-chłodzenia jest powtarzany; każda z makrocząsteczek DNA ponownie się podwaja i tak dalej. W ten sposób można przeprowadzić kilka cykli i zwielokrotnić ilość DNA; pozwala na to duży nadmiar starterów i monomerów. Procedura PCR jest pokazana na poniższym schemacie; dla uproszczenia pokazano startery o długości 7 ogniw, choć w rzeczywistości są zauważalnie dłuższe (20-30 ogniw):

Synteza łańcuchów polinukleotydowych przebiega oczywiście według tego samego schematu (polimer + monomer), jak w replikacji konwencjonalnej (s. 91).

Transkrypcja. Podczas tego procesu istnieje audycja informacje z DNA do matryca(informacja) DNA (a także transport i rybosomalny RNA). Proces ten ma wiele wspólnego z replikacją: makrocząsteczka DNA jest matrycą do syntezy makrocząsteczki RNA z monomerów - rybonukleozyd-5’-trifosforany; synteza rozpoczyna się również od rozwinięcia podwójnej helisy DNA i przebiega w kierunku 5' → 3' w sposób liniowy, gdy jest katalizowany przez enzymy - polimerazy RNA. Istnieją jednak również podstawowe cechy: 1) W przeciwieństwie do replikacji, macierz jest tylko jeden łańcuch oryginalne DNA (tzw. nić minus); 2) Zsyntetyzowany łańcuch nie tworzy podwójnej helisy z cząsteczką matrix, ale rozdziela się w formie pojedynczy łańcuch; cząsteczka - szablon ponownie tworzy podwójną helisę z poprzednio odłączoną nicią DNA (nić plus): podwójna helisa DNA-DNA jest bardziej stabilna niż helisa DNA-RNA:

Syntetyzowane są zarówno replikacja, jak i transkrypcja łańcuchy polinukleotydowe o bardzo dużej masie cząsteczkowej z największą szybkością(dla eukariontów - 1000-3000 linków na minutę, dla prokariotów - do 50 000 tysięcy linków na minutę). ORAZ. Prędkość proces wynika z: 1. Dokładna orientacja przestrzenna reagujących cząstek: grupa 5'-trifosforanowa monomeru jest dokładnie doprowadzona do 3'-OH-końcowego wiązania zsyntetyzowanego łańcucha; dzieje się to w procesie komplementarnego rozpoznania; 2. Kataliza enzymatyczna który jest znany jako najskuteczniejszy. Synteza macierzowa kwasów nukleinowych, w przeciwieństwie do syntezy bezmatrycowej, nie wymaga ochrony „dodatkowych grup”: czynniki te zapewniają absolutną specyficzność interakcji grup funkcyjnych. B. wysoka masa cząsteczkowa syntezowanego polimeru całkowite usunięcie niskocząsteczkowy produkt reakcji – pirofosforan, który ulega hydrolizie do fosforanu [jak już wspomniano (s. 72), synteza kwasów nukleinowych dotyczy równowaga polikondensacja].

Audycja. Biosynteza macierzy polipeptydów. Podczas translacji informacja genetyczna jest przenoszona z informacyjnego RNA (mRNA) do białka.

Matrycą do syntezy łańcucha polipeptydowego jest cząsteczka mRNA; rodzi to problem tłumaczenia informacji z 4-literowego „alfabetu” RNA na 20-literowy „alfabet” łańcucha polipeptydowego (jednym ze znaczeń terminu „translacja” jest translacja). Innymi słowy, do syntezy polipeptydów - α-aminokwasów niezbędne jest istnienie zgodności strukturalnej między określonymi odcinkami matrycy RNA a określonymi monomerami. Ta korespondencja to tzw kod białka. Kod jest tryplet: każdy aminokwas odpowiada regionowi zawierającemu mRNA trzy jednostki nukleotydowe; innymi słowy, jest zakodowany tryplet połączenia nukleotydowe; taka trójka nazywa się kodon. Suma wszystkich kodonów kod białka.

Kod białka to zdegenerowany- większość α-aminokwasów jest kodowana więcej niż jeden kodon. Kodony kodujące ten sam aminokwas to tzw równoznaczny; z reguły dwa pierwsze łącza synonimicznych kodonów są takie same, a trzeci jest inny: na przykład prolina ( Zawodowiec) kodowany przez cztery kodony: CCU, CCA, CCC, CCG. Spośród 64 kodonów (jest to liczba możliwych kombinacji czterech rodzajów jednostek, po trzy w każdym), 61 koduje α-aminokwasy, a trzy nie kodują niczego; Nazywają się terminal lub kodony stop; w tych miejscach macierzy zatrzymuje się synteza polipeptydu. Kod z reguły się nie nakłada, kodony „stykają się” jeden po drugim: jeśli na przykład w sekwencji GAAUGUCCG pierwsze trzy łącza (GAA) kodują jeden aminokwas, to drugie trzy (UGU) kodują drugi, a trzeci (CCG) koduje trzeci; jednocześnie na przykład triplet AAU nie jest tutaj kodonem.

Kod białkowy został rozszyfrowany w latach 60. XX wieku w dużej mierze dzięki zastosowaniu syntetycznych matryc, produktów polikondensacji oligonukleotydów (s. 89).

α-aminokwasy nie mogą bezpośrednio rozpoznają odpowiadające im kodony, ponieważ ich nie ma bezpośrednia komplementarność między ich strukturami. Rozpoznawanie odbywa się za pomocą cząsteczek pośrednicy(adaptery lub całkiem po rosyjsku - adaptery) - cząsteczki, które mogą konkretnie koordynują z jednej strony z kodonami, az drugiej strony z odpowiadającymi im α-aminokwasami. Te adaptery są przenosić RNA(tRNA) - polinukleotydy o stosunkowo małej masie cząsteczkowej (73-85 jednostek nukleotydowych); te RNA są rozpuszczalne i wysoce mobilne, co pozwala im pełnić funkcję transportową - dostarczanie aminokwasów do macierzy. Transfer RNA ma specyficzną strukturę przestrzenną („koniczyna”); jeden z fragmentów tej struktury („łodyga akceptora”) konkretnieŁączność jegoα-aminokwas (i tylko z nim!); drugi fragment („pętla antykodonowa”) zawiera tryplet jednostek nukleotydowych, uzupełniający kodon, który koduje ten konkretny aminokwas; nazywa się ta trójka antykodon(na przykład, jeśli aminokwas jest kodowany przez triplet UCA, to antykodonem w jego tRNA jest AGU).

Przed właściwym procesem translacji α-aminokwasy rozpoznają „swoje” tRNA, a następnie wiążą się z nimi kowalencyjnie, tworząc ester na 3’-końcowym łączeniu „łodygi akceptora” - aminoacylo-tRNA:

Wiązanie kowalencyjne zachodzi przy udziale 5'-adenozynotrójfosforanu (ATP, pppA), który dostarcza niezbędną do tego energię (rozszczepienie do adenozynomonofosforanu i pirofosforanu). Tworzenie aminoacylo-tRNA jest katalizowane przez enzymy - syntetazy aminoacylo-tRNA; każdy z nich rozpoznaje z jednej strony „swój” α-aminokwas, az drugiej strony „swój” tRNA („podwójna kontrola”, co praktycznie wyklucza błędy w rozpoznawaniu).

Ponadto t-RNA transportuje związany z nim α-aminokwas do matrix, gdzie następuje „składanie” łańcucha polipeptydowego. Matryca, mRNA, tworzy kompleks z rybosom- organelle komórkowe, które są specyficznym kompleksem rybosomalnego RNA z białkami. Podczas syntezy rybosom porusza się wzdłuż łańcucha mRNA od kodonu do kodonu (ruch ten nazywa się translokacja). To na rybosomie zachodzi synteza łańcucha polipeptydowego. Pomijając opis budowy rybosomu, zauważamy, że ma on dwa centra wiążące – Centrum A(aminokwas) i R-centrum(peptyd), które są bezpośrednio zaangażowane w syntezę.

Ponownie pomijając początek (inicjację) procesu translacji, rozważmy pojedynczy cykl elongacji - zbiór procesów, w których łańcuch polipeptydowy zwiększa się za jedno łącze(Rys. 9)

Jeden cykl elongacyjny obejmuje trzy etapy. Przed pierwszym etapem centrum P jest zajęte przez tRNA związane z wiązaniem C-końcowym powstającego łańcucha polipeptydowego; Centrum A jest wolne i znajduje się w miejscu kodowania kodonu następny aminokwas. Na pierwszy W kroku (1) tRNA związany z następnym aminokwasem (tutaj fenyloalaniną) rozpoznaje kodon tego aminokwasu (za pomocą antykodonu) i koordynuje z nim, zakotwiczając się w centrum A. Bardzo ważne jest, aby łańcuch peptydowy znajdował się w centrum P iw następnym aminokwasie precyzyjnie zorientowany względem siebie - grupa NH2 następnego aminokwasu jest precyzyjnie „ukierunkowana” na estrowy karbonyl jednostki C-końcowej łańcucha peptydowego. Ta orientacja wynika ze specyficznej struktury rybosomu. Dokładna orientacja pozwala na bardzo skuteczną realizację klucza druga etap 2) - tworzenie wiązań peptydowych(kondensacja). Ta reakcja przebiega zgodnie z typem aminolizy estru; Składnik „alkoholowy” – tRNA – zostaje przesunięty i pozostaje w centrum P, a łańcuch peptydowy, który wydłużył się o jedno ogniwo, jest teraz związany z nową cząsteczką tRNA przyłączoną do centrum A.

Tworzenie wiązania peptydowego jest katalizowane przez enzym transferazę peptydylową i przebiega z bardzo dużą szybkością - rzędu 10 -2 - 10 -3 sek.

Śledzony przez trzeci krok (3), który składa się z trzech kroków. W pierwszym etapie uwolniony tRNA poprzedniego aminokwasu opuszcza centrum P (usunięcie produktu ubocznego równowagowej polikondensacji). W drugim etapie tRNA z dołączonym łańcuchem peptydowym przemieszcza się z centrum A do uwolnionego centrum P. Wreszcie, na trzecim etapie, rybosom przesuwa się wzdłuż łańcucha mRNA o jeden kodon (po prawej stronie na rysunku), tj. dziać się translokacja. Następnie obraz jest całkowicie podobny do pierwotnego (przed rozpoczęciem pierwszego etapu), ale łańcuch polipeptydowy ma jeszcze jedno ogniwo, a nowy kodon znajduje się obok centrum A; potem wszystko się powtarza. Jeden cykl elongacji trwa około 0,05 sekundy, tak więc synteza wystarczająco dużego białka z 400 jednostek trwa 20 sekund. Synteza przebiega w kierunku 5"->3" mRNA i od N-końca łańcucha polipeptydowego do jego C-końca.

Zakończenie translacja zachodzi, gdy centrum A rybosomu uderza w kodon stop; synteza zatrzymuje się, gotowy łańcuch polipeptydowy jest oddzielany od ostatniego tRNA i opuszcza rybosom.

Ryż. 9. Schemat jednego cyklu wydłużania podczas translacji

Streszczenie

Procesy polikondensacji w zdecydowanej większości przypadków (z wyjątkiem polirekombinacji) sprowadzają się do interakcji pomiędzy grupami funkcyjnymi monomerów. Jeśli każdy monomer zawiera dwie grupy, powstaje polimer liniowy (polikondensacja liniowa), jeśli trzy lub więcej, możliwe jest usieciowanie w celu utworzenia struktury trójwymiarowej (polikondensacja trójwymiarowa). Grupy końcowe polimerów to niewykorzystane grupy funkcyjne monomerów.

W przypadku polikondensacji stosuje się wiele różnych interakcji między grupami funkcyjnymi, z których prawdopodobnie najczęstszym jest poliacylowanie; zgodnie z tym schematem zachodzi w szczególności synteza białek i zgodnie z podobnym schematem synteza kwasów nukleinowych.

Reakcje polikondensacji przebiegają według mechanizmów stopniowych. Ostateczny wynikliniowy polikondensacja zależy głównie od dwóch czynników: stopnia odwracalności reakcji i stosunku grup reagujących. W zależności od stopnia odwracalności rozróżnia się polikondensację równowagową i nierównowagową. W pierwszym przypadku reakcje odwrotne (destrukcje) zachodzą w zauważalnym stopniu, dlatego konieczne jest usunięcie niskocząsteczkowego produktu reakcji; w drugim przypadku takie usunięcie nie jest konieczne. Naruszenie równoważności grup reagujących we wszystkich przypadkach ogranicza długość łańcucha polimeru. Dlatego, aby osiągnąć wysokie masy cząsteczkowe, konieczne jest zapewnienie ścisłej równoważności grup; wręcz przeciwnie, obliczony nadmiar jednej z grup powinien być wykorzystany do otrzymania oligomerów. Dotrójwymiarowy polikondensacja, ograniczenia te nie są tak znaczące, ponieważ do zszywania w wielu przypadkach wystarczająca jest niepełna głębokość procesu.

Konwencjonalna nieprogramowana polikondensacja daje polimery o wysokim stopniu polidyspersyjności; jednakże udział cząsteczek dowolnej wielkości (zarówno pod względem liczby, jak i masy) można w wielu przypadkach obliczyć dość dokładnie.

Z drugiej strony to właśnie polikondensacja umożliwia prowadzenie zaprogramowanych syntez, w wyniku których powstają monodyspersyjne polimery, w tym kopolimery o określonej strukturze pierwszorzędowej. Mogą to być syntezy z kontrolą każdego etapu tworzenia łańcucha polimeru (synteza dendrymerów, synteza polipeptydów i polinukleotydów „w probówce”). Najdoskonalszym wariantem syntezy programowanej jest synteza macierzowa, podczas której odczytywana jest informacja „zapisana” na cząsteczce matrycy. Są to procesy replikacji, transkrypcji i translacji; kataliza enzymatyczna i precyzyjna orientacja reagujących molekuł umożliwiają prowadzenie tych syntez nie tylko z najwyższą precyzją, ale także z największą szybkością.

Sposób zapisu informacji genetycznej w cząsteczce DNA. Kod biologiczny i jego właściwości.

kod genetyczny - metoda zapisu informacji o aminokwasach białkowych za pomocą nukleotydów DNA.

Nieruchomości:

1-tryplet (jeden a/c jest kodowany przez trzy nukleotydy, 3 nukleotydy-tryplet)

2-redundancja (niektóre a/c są zakodowane w kilku trójkach)

3-niepowtarzalność (jeden a/k odpowiada każdej trójce)

4-uniwersalność (dla wszystkich organizacji na Ziemi kod genetyczny jest taki sam)

5-liniowość (odczyt sekwencyjny)

6. Unikalne właściwości DNA: samopodwajanie, samoleczenie struktur.

Patrz pytania 3 i 4

Synteza macierzowa 3 typy:

Synteza DNA - replikacja- samozastąpienie mol-1 DNA, które zwykle zachodziło przed wytworzeniem komórek. Podczas replikacji mol-la matka rozkręcała się, a dopełnienie jej nici zostało odłączone (obraz widełek replikacyjnych). Helikaza rozrywa wiązania wodorowe między komplementarnymi nukleotydami i rozłącza nici, topoizomeraza łagodzi napięcie, które powstaje w tym przypadku w molu. Pojedyncze nici mola materii służą jako matryce do syntezy nici dopełniacza potomnego. Pojedynczymi nićmi wiążą białka SSB (białka destabilizujące), co uniemożliwia im połączenie się w podwójną helisę. W wyniku replikacji obraz to dwie identyczne cząsteczki DNA, całkowicie powtarzające matkę mola. Jednocześnie każda nowa mol-la składa się z jednego nowego i jednego starego łańcucha. Nici dopełniacza cząsteczek DNA są antyrównoległe. Wydłużenie łańcucha polinukleotydowego zawsze zachodziło w kierunku od końca 5" do końca 3". W rezultacie jedna nić prowadzi (koniec 3" u podstawy widełek replikacyjnych), a druga pozostaje w tyle (koniec 5" u podstawy widełek), a zatem jest zbudowana z fragmentów Okazaki rosnących od 5" do 3" koniec. Fragmenty Okazaki to odcinki DNA o długości 100-200 nukleotydów u eukariontów i 1000-2000 nukleotydów u prokariotów.

Syntezę łańcucha DNA przeprowadza enzym polimeraza DNA. Tworzy łańcuch potomny, dołączając do jego 3-calowego końca nukleotydy, które są komplementarne do nukleotydów łańcucha macierzystego. Osobliwością polimerazy DNA jest to, że nie może rozpocząć pracy od zera bez 3-calowego końca nici potomnej. Dlatego synteza nici wiodącej i synteza każdego fragmentu Okazaki jest inicjowana przez enzym prymazy. Jest to rodzaj polimerazy RNA. Primaza jest w stanie rozpocząć syntezę nowego łańcucha polinukleotydowego z połączenia dwóch nukleotydów. Prymasa syntetyzuje krótkie startery z nukleotydów RNA. Ich długość wynosi około 10 nukleotydów. Na końcu 3" startera polimeraza DNA zaczyna dodawać nukleotydy DNA.

Enzym egzonukleazy usunął startery. Polimeraza DNA uzupełnia fragmenty Okazaki, enzym ligaza je sieciuje.

Synteza RNA - transkrypcja- Synteza RNA na matrixie DNA (u eukariontów w jądrze, u prokariotów w cytoplazmie). Podczas transkrypcji budowana jest komplementarna kopia jednej z nici DNA. W wyniku transkrypcji syntetyzowane są mRNA, rRNA i tRNA. Transcr-ju impl polimeraza RNA. U eukariontów transkrypcja jest przeprowadzana przez trzy różne polimerazy RNA:

Syntezator polimerazy RNA I rRNA

Syntezator mRNA polimerazy RNA II

Syntezator tRNA polimerazy RNA III

Polimeraza RNA wiąże się z cząsteczką DNA w regionie promotorowym. Promotor to odcinek DNA, który wyznacza początek transkrypcji. Znajduje się przed genem strukturalnym. Przyłączając się do promotora, polimeraza RNA rozwija odcinek podwójnej helisy DNA i fragment łańcucha komplementarnego. Jedna z dwóch nici, nić sensowna, służy jako matryca do syntezy RNA. Nukleotydy RNA są komplementarne do nukleotydów nici sensownej DNA. Transkrypcja przebiega od końca 5" do końca 3". Polimeraza RNA oddziela zsyntetyzowany RNA od macierzy i odtwarza podwójną helisę DNA. Transkrypcja trwa, dopóki polimeraza RNA nie dotrze do terminatora. Terminator to region DNA, który oznacza koniec transkrypcji. Po dotarciu do terminatora polimeraza RNA oddziela się zarówno od matrycy DNA, jak i od nowo zsyntetyzowanej cząsteczki RNA.

Sprawy Transkr-I na 3 etapach:

Inicjacja-dołączają polimerazę RNA i wspomagające ją białka czynnika transkrypcyjnego do DNA i rozpoczynają swoją pracę.

Wydłużenie- przedłużenie - łańcuch polinukleotydowy RNA.

Zakończenie- koniec syntezy mol-ly RNA.

Synteza białek - tłumaczenie- proces syntezy łańcucha polipeptydowego przechodzącego na rybosom. Występuje w cytoplazmie. Rybosom składa się z dwóch podjednostek: dużej i małej. Podjednostki zbudowane są z rRNA i białek. Niedziałający rybosom znajduje się w cytoplazmie w formie zdysocjowanej. Aktywny rybosom składa się z dwóch podjednostek, podczas gdy zawiera aktywne centra, w tym aminoacyl i peptydyl. W centrum aminoacylowym występuje wzór wiązania peptydowego. Transferowe RNA są specyficzne, tj. jeden tRNA może przenosić tylko jeden specyficzny a/k. To a/k jest kodowane przez kodon, który jest komplementarny do antykodonu tRNA. W procesie translacji rybosom tłumaczy sekwencję nukleotydów mRNA na sekwencję a/k łańcucha polipeptydowego.

Tłumaczenie spraw na 3 etapy.

Inicjacja- montaż rybosomu na kodonie inicjującym mRNA i początek jego pracy. Inicjacja rozpoczyna się od tego, że mała podjednostka rybosomu i tRNA, niosąca metioninę, jest połączona z mRNA, co odpowiada kodonowi inicjującemu AUG. Następnie do tego kompleksu dołącza się duża podjednostka. W rezultacie kodon inicjujący kończy się w centrum peptydylowym rybosomu, a pierwszy znaczący kodon znajduje się w centrum aminoacylowym. Zbliżają się do niego różne tRNA i tylko antykodon komplementarny do kodonu pozostanie w rybosomie. Wiązania wodorowe tworzą się między komplementarnymi nukleotydami kodonu i antykodonu. W rezultacie dwa tRNA są tymczasowo związane z mRNA w rybosomie. Każdy tRNA wprowadzony do rybosomu a/c, zaszyfrowany kodonem mRNA. Pomiędzy tymi obrazami a/k istnieje wiązanie peptydowe. Następnie tRNA, które przyniosło metioninę, oddziela się od swojego a/c oraz od mRNA i opuszcza rybosom. Rybosom przesuwa jedną trójkę z końca 5" na koniec 3" mRNA.

Wydłużenie- proces budowania łańcucha polipa. Różne tRNA będą pasować do centrum aminoacylowego rybosomu. Proces rozpoznawania tRNA i proces tworzenia wiązania peptydowego będzie powtarzany, aż w centrum aminoacylowym rybosomu pojawi się kodon stop.

Zakończenie– zakończenie syntezy polipeptydu i dysocjacja rybosomu na dwie podjednostki. Istnieją trzy kodony stop: UAA, UAG i UGA. Kiedy jeden z nich znajduje się w centrum aminoacylowym rybosomu, wiąże się z nim białko – czynnik terminacji translacji. Powoduje to zawalenie się całego kompleksu.

Wyślij swoją dobrą pracę w bazie wiedzy jest prosta. Skorzystaj z poniższego formularza

Studenci, doktoranci, młodzi naukowcy, którzy korzystają z bazy wiedzy w swoich studiach i pracy, będą Wam bardzo wdzięczni.

Wysłany dnia http://www.allbest.ru/

1. Reakcje syntezy macierzowej

W układach żywych spotyka się reakcje nieznane w przyrodzie nieożywionej - reakcje syntezy macierzy.

Termin „matryca” w technice odnosi się do formy używanej do odlewania monet, medali, czcionek typograficznych: utwardzony metal dokładnie odwzorowuje wszystkie szczegóły formy używanej do odlewania. Synteza matrycowa jest jak odlewanie na matrycy: nowe cząsteczki są syntetyzowane dokładnie zgodnie z planem zawartym w strukturze już istniejących cząsteczek.

Zasada macierzy leży u podstaw najważniejszych reakcji syntezy komórki, takich jak synteza kwasów nukleinowych i białek. W reakcjach tych dostarczana jest dokładna, ściśle określona sekwencja jednostek monomerycznych w syntetyzowanych polimerach.

Tutaj dochodzi do ukierunkowanego skurczu monomerów do określonego miejsca w komórce - do cząsteczek, które służą jako matryca, gdzie zachodzi reakcja. Gdyby takie reakcje zachodziły w wyniku przypadkowego zderzenia cząsteczek, przebiegałyby nieskończenie wolno. Synteza złożonych cząsteczek oparta na zasadzie matrix jest przeprowadzana szybko i dokładnie.

Rolę matrycy w reakcjach macierzowych pełnią makrocząsteczki kwasów nukleinowych DNA lub RNA.

Cząsteczki monomeryczne, z których syntetyzowany jest polimer – nukleotydy lub aminokwasy – zgodnie z zasadą komplementarności są układane i utrwalane na matrycy w ściśle określonej, z góry ustalonej kolejności.

Następnie następuje „sieciowanie” jednostek monomeru w łańcuch polimeru, a gotowy polimer jest wyrzucany z matrycy.

Następnie matryca jest gotowa do złożenia nowej cząsteczki polimeru. Oczywiste jest, że tak jak tylko jedną monetę, jedną literę można odlać na danej formie, tak tylko jeden polimer można „zmontować” na danej cząsteczce matrycy.

Matrycowy typ reakcji jest specyficzną cechą chemii systemów żywych. Stanowią podstawę fundamentalnej właściwości wszystkich żywych istot - ich zdolności do reprodukcji własnego rodzaju.

Reakcje syntezy macierzy obejmują:

1. Replikacja DNA - proces samopodwojenia cząsteczki DNA, przeprowadzany pod kontrolą enzymów. Na każdej z nici DNA powstałych po zerwaniu wiązań wodorowych, przy udziale enzymu polimerazy DNA, syntetyzowana jest nić potomna DNA. Materiałem do syntezy są wolne nukleotydy obecne w cytoplazmie komórek.

Biologiczne znaczenie replikacji polega na dokładnym przekazaniu dziedzicznej informacji z cząsteczki macierzystej do cząsteczki potomnej, co normalnie zachodzi podczas podziału komórek somatycznych.

Cząsteczka DNA składa się z dwóch komplementarnych nici. Łańcuchy te są utrzymywane razem przez słabe wiązania wodorowe, które mogą zostać rozerwane przez enzymy.

Cząsteczka jest zdolna do samopodwojenia (replikacji), a na każdej starej połowie cząsteczki syntetyzuje się nowa.

Ponadto cząsteczka mRNA może być syntetyzowana na cząsteczce DNA, która następnie przekazuje otrzymaną informację z DNA do miejsca syntezy białek.

Przekazywanie informacji i synteza białek przebiegają na zasadzie matrycy, porównywalnej do pracy prasy drukarskiej w drukarni. Informacje z DNA są kopiowane w kółko. Jeśli podczas kopiowania wystąpią błędy, zostaną one powtórzone we wszystkich kolejnych kopiach.

To prawda, że ​​​​niektóre błędy w kopiowaniu informacji przez cząsteczkę DNA można poprawić - proces eliminowania błędów nazywa się naprawą. Pierwszą z reakcji w procesie przekazywania informacji jest replikacja cząsteczki DNA i synteza nowych nici DNA.

2. transkrypcja - synteza i-RNA na DNA, proces usuwania informacji z cząsteczki DNA syntetyzowanej na niej przez cząsteczkę i-RNA.

I-RNA składa się z jednej nici i jest syntetyzowany na DNA zgodnie z zasadą komplementarności z udziałem enzymu aktywującego początek i koniec syntezy cząsteczki i-RNA.

Gotowa cząsteczka mRNA wchodzi do cytoplazmy na rybosomach, gdzie następuje synteza łańcuchów polipeptydowych.

3. translacja - synteza białek na i-RNA; proces translacji informacji zawartej w sekwencji nukleotydowej mRNA na sekwencję aminokwasów w polipeptydzie.

4. Synteza RNA lub DNA na wirusach RNA

Tak więc biosynteza białek jest jednym z rodzajów wymiany plastycznej, podczas której informacja dziedziczna zakodowana w genach DNA jest realizowana w określonej sekwencji aminokwasów w cząsteczkach białka.

Cząsteczki białka są zasadniczo łańcuchami polipeptydowymi złożonymi z pojedynczych aminokwasów. Ale aminokwasy nie są wystarczająco aktywne, aby same łączyć się ze sobą. Dlatego zanim połączą się ze sobą i utworzą cząsteczkę białka, aminokwasy muszą zostać aktywowane. Ta aktywacja zachodzi pod wpływem specjalnych enzymów.

W wyniku aktywacji aminokwas staje się bardziej labilny i wiąże się z t-RNA pod działaniem tego samego enzymu. Każdy aminokwas odpowiada ściśle określonemu t-RNA, który znajduje swój „własny” aminokwas i przenosi go na rybosom.

W konsekwencji rybosom otrzymuje różne aktywowane aminokwasy połączone z ich tRNA. Rybosom jest jak przenośnik do składania łańcucha białkowego z wchodzących do niego różnych aminokwasów.

Równocześnie z t-RNA, na którym „siedzi” jego własny aminokwas, do rybosomu wchodzi „sygnał” z DNA, który jest zawarty w jądrze. Zgodnie z tym sygnałem w rybosomie syntetyzowane jest jedno lub drugie białko.

Kierujący wpływ DNA na syntezę białek nie odbywa się bezpośrednio, ale za pomocą specjalnego pośrednika – matrycy lub informacyjnego RNA (mRNA lub mRNA), który syntetyzowany jest w jądrze pod wpływem DNA, dlatego jego skład odzwierciedla skład DNA. Cząsteczka RNA jest jakby odlewem z postaci DNA. Zsyntetyzowany mRNA wchodzi do rybosomu i niejako przenosi do tej struktury plan - w jakiej kolejności aktywowane aminokwasy, które weszły do ​​rybosomu, powinny być ze sobą połączone, aby zsyntetyzować określone białko. W przeciwnym razie informacja genetyczna zakodowana w DNA jest przenoszona do mRNA, a następnie do białka.

Cząsteczka mRNA wchodzi do rybosomu i łączy go. Ta jego część, która obecnie znajduje się w rybosomie, określona przez kodon (tryplet), oddziałuje w zupełnie specyficzny sposób z trypletem (antykodonem) odpowiednim dla jego struktury w transferze RNA, który wprowadził aminokwas do rybosomu.

Transfer RNA ze swoim aminokwasem zbliża się do określonego kodonu i-RNA i łączy się z nim; kolejne t-RNA z innym aminokwasem dołącza do następnej, sąsiedniej części i-RNA i tak dalej, aż odczytany zostanie cały łańcuch i-RNA, aż wszystkie aminokwasy zostaną ułożone w odpowiedniej kolejności, tworząc cząsteczka białka.

A t-RNA, który dostarczył aminokwas do określonego miejsca łańcucha polipeptydowego, jest uwalniany z aminokwasu i opuszcza rybosom. gen nukleinowy komórki macierzy

Następnie ponownie w cytoplazmie pożądany aminokwas może się do niego przyłączyć i ponownie przeniesie go do rybosomu.

W procesie syntezy białek bierze udział jednocześnie nie jeden, ale kilka rybosomów, polirybosomów.

Główne etapy przekazywania informacji genetycznej:

synteza na DNA jak na matrycy i-RNA (transkrypcja)

synteza w rybosomach łańcucha polipeptydowego zgodnie z programem zawartym w i-RNA (translacja).

Etapy są uniwersalne dla wszystkich istot żywych, ale relacje czasowe i przestrzenne tych procesów różnią się u pro- i eukariontów.

U eukariontów transkrypcja i translacja są ściśle rozdzielone w czasie i przestrzeni: w jądrze zachodzi synteza różnych RNA, po czym cząsteczki RNA muszą opuścić jądro, przechodząc przez błonę jądrową. Następnie w cytoplazmie RNA transportowany jest do miejsca syntezy białek - rybosomów. Dopiero potem następuje kolejny etap – tłumaczenie.

U prokariotów transkrypcja i translacja zachodzą jednocześnie.

Tak więc miejscem syntezy białek i wszystkich enzymów w komórce są rybosomy - są to niejako „fabryki” białka, jak warsztat montażowy, w którym znajdują się wszystkie materiały niezbędne do złożenia łańcucha polipeptydowego białka pochodzą z aminokwasów. Charakter syntetyzowanego białka zależy od struktury i-RNA, od kolejności zawartych w nim nukleoidów, a struktura i-RNA odzwierciedla strukturę DNA, tak że w końcu specyficzna struktura białka białko, czyli kolejność, w jakiej ułożone są w nim różne aminokwasy, zależy od kolejności ułożenia nukleoidów w DNA, od struktury DNA.

Stwierdzoną teorię biosyntezy białek nazwano teorią macierzy. Teorię tę nazywa się macierzą, ponieważ kwasy nukleinowe pełnią niejako rolę matryc, w których zapisywane są wszystkie informacje dotyczące sekwencji reszt aminokwasowych w cząsteczce białka.

Stworzenie macierzowej teorii biosyntezy białek i rozszyfrowanie kodu aminokwasowego to największe osiągnięcie naukowe XX wieku, najważniejszy krok w kierunku wyjaśnienia molekularnego mechanizmu dziedziczności.

Algorytm rozwiązywania problemów.

Typ 1. Samokopiowanie DNA. Jeden z łańcuchów DNA ma następującą sekwencję nukleotydów: AGTACCGATACCTCGATTTACG... Jaką sekwencję nukleotydów ma drugi łańcuch tej samej cząsteczki? Aby zapisać sekwencję nukleotydową drugiej nici cząsteczki DNA, gdy znana jest sekwencja pierwszej nici, wystarczy zastąpić tyminę adeniną, adeninę tyminą, guaninę cytozyną, a cytozynę guaniną. Po dokonaniu takiej zamiany otrzymujemy sekwencję: TACCTGGCTATGAGCCTAAATG... Typ 2. Kodowanie białka. Łańcuch aminokwasowy białka rybonukleazy ma następujący początek: lizyna-glutamina-treonina-alanina-alanina-alanina-lizyna... Od jakiej sekwencji nukleotydów zaczyna się gen odpowiadający temu białku? Aby to zrobić, użyj tabeli kodu genetycznego. Dla każdego aminokwasu znajdujemy jego oznaczenie kodu w postaci odpowiedniego trio nukleotydów i zapisujemy je. Układając te trojaczki jedna po drugiej w tej samej kolejności, w jakiej ułożone są odpowiednie aminokwasy, otrzymujemy wzór na strukturę sekcji informacyjnego RNA. Z reguły jest kilka takich trójek, wybór dokonywany jest zgodnie z twoją decyzją (ale tylko jedna z trójek jest brana). Rozwiązań może być kilka. AAACAAAATSUGTSGGTSUGTSGAAG Typ 3. Dekodowanie cząsteczek DNA. Od jakiej sekwencji aminokwasowej zaczyna się białko, jeśli jest kodowane przez taką sekwencję nukleotydową: ACGCCCATGGCCGGT ... Zgodnie z zasadą komplementarności znajdujemy strukturę informacyjnego miejsca RNA utworzonego na tym segmencie cząsteczki DNA: UGCGGGUACCCGGCCA . .. Następnie zwracamy się do tabeli kodu genetycznego i dla każdego trio nukleotydów, zaczynając od pierwszego, znajdujemy i zapisujemy odpowiadający mu aminokwas: Cysteina-glicyna-tyrozyna-arginina-prolina-...

2. Abstrakt z biologii w klasie 10 „A” na temat: Biosynteza białek

Cel: Zapoznanie z procesami transkrypcji i translacji.

Edukacyjny. Wprowadzić pojęcia genu, trypletu, kodonu, kodu DNA, transkrypcji i translacji, wyjaśnić istotę procesu biosyntezy białek.

Rozwój. Rozwój uwagi, pamięci, logicznego myślenia. Trening wyobraźni przestrzennej.

Edukacyjny. Kształcenie kultury pracy na zajęciach, szacunku dla pracy innych.

Wyposażenie: Tablica, tablice do biosyntezy białek, tablica magnetyczna, model dynamiczny.

Literatura: podręczniki Yu.I. Polański, D.K. Belyaeva, A.O. Ruwiński; „Podstawy cytologii” O.G. Mashanova, „Biologia” V.N. Yarygina, „Geny i genomy” Singer i Berg, zeszyt szkolny, badania N.D. Lisova. Podręcznik dla klasy 10 „Biologia”.

Metody i techniki metodyczne: opowieść z elementami konwersacji, pokaz, testowanie.

Sekwencję reakcji macierzowych podczas biosyntezy białek można przedstawić w postaci diagramu:

opcja 1

1. Kod genetyczny jest

a) system do rejestrowania kolejności aminokwasów w białku za pomocą nukleotydów DNA

b) odcinek cząsteczki DNA składający się z 3 sąsiadujących ze sobą nukleotydów, odpowiedzialny za ustawienie określonego aminokwasu w cząsteczce białka

c) zdolność organizmów do przekazywania informacji genetycznej od rodziców do potomstwa

d) jednostka odczytywania informacji genetycznej

40. Każdy aminokwas jest kodowany przez trzy nukleotydy - tak jest

a) specyficzność

b) trójka

c) degeneracja

d) nienakładające się

41. Aminokwasy są szyfrowane przez więcej niż jeden kodon - to jest

a) specyficzność

b) trójka

c) degeneracja

d) nienakładające się

42. U eukariontów jeden nukleotyd jest częścią tylko jednego kodonu - to jest

a) specyficzność

b) trójka

c) degeneracja

d) nienakładające się

43. Wszystkie żywe organizmy na naszej planecie mają ten sam kod genetyczny - to jest

a) specyficzność

b) uniwersalność

c) degeneracja

d) nienakładające się

44. Podział trzech nukleotydów na kodony jest czysto funkcjonalny i istnieje tylko w czasie procesu translacji

a) kod bez przecinków

b) trójka

c) degeneracja

d) nienakładające się

45. Liczba kodonów sensownych w kodzie genetycznym

Hostowane na Allbest.ru

Podobne dokumenty

Badanie struktury genu eukariotycznego, sekwencja aminokwasów w cząsteczce białka. Analiza reakcji syntezy matrix, proces samodublowania cząsteczki DNA, synteza białek na matrixie i-RNA. Przegląd reakcji chemicznych zachodzących w komórkach organizmów żywych.

prezentacja, dodano 26.03.2012


Główne rodzaje kwasów nukleinowych. Struktura i cechy ich struktury. Znaczenie kwasów nukleinowych dla wszystkich organizmów żywych. Synteza białek w komórce. Przechowywanie, przekazywanie i dziedziczenie informacji o budowie cząsteczek białek. Struktura DNA.

prezentacja, dodano 19.12.2014


Definicja pojęcia i opis ogólnych cech translacji jako procesu syntezy białek według matrycy RNA, zachodzącego w rybosomach. Schematyczne przedstawienie syntezy rybosomów u eukariontów. Wyznaczanie koniugacji transkrypcji i translacji u prokariotów.

prezentacja, dodano 14.04.2014


Struktury pierwszorzędowe, drugorzędowe i trzeciorzędowe DNA. Właściwości kodu genetycznego. Historia odkrycia kwasów nukleinowych, ich właściwości biochemiczne i fizykochemiczne. Matryca, rybosom, transfer RNA. Proces replikacji, transkrypcji i translacji.

streszczenie, dodano 19.05.2015


Istota, skład nukleotydów, ich właściwości fizyczne. Mechanizm reduplikacji kwasu dezoksyrybonukleinowego (DNA), jego transkrypcja z przekazaniem informacji dziedzicznej do RNA oraz mechanizm translacji - kierowana tą informacją synteza białek.

streszczenie, dodano 12.11.2009


Cechy zastosowania metody magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) do badania kwasów nukleinowych, polisacharydów i lipidów. Badanie NMR kompleksów kwasów nukleinowych z białkami i błonami biologicznymi. Skład i budowa polisacharydów.

praca semestralna, dodano 26.08.2009


Nukleotydy jako monomery kwasów nukleinowych, ich funkcje w komórce i metody badawcze. Zasady azotowe, które nie są częścią kwasów nukleinowych. Budowa i formy kwasów dezoksyrybonukleinowych (DNA). Rodzaje i funkcje kwasów rybonukleinowych (RNA).

prezentacja, dodano 14.04.2014


Historia badań nad kwasami nukleinowymi. Skład, budowa i właściwości kwasu dezoksyrybonukleinowego. Zrozumienie genu i kodu genetycznego. Badanie mutacji i ich skutków w stosunku do organizmu. Wykrywanie kwasów nukleinowych w komórkach roślinnych.

test, dodano 18.03.2012


Informacje o kwasach nukleinowych, historii ich odkrycia i rozmieszczenia w przyrodzie. Budowa kwasów nukleinowych, nazewnictwo nukleotydów. Funkcje kwasów nukleinowych (dezoksyrybonukleinowy - DNA, rybonukleinowy - RNA). Pierwszorzędowa i drugorzędowa struktura DNA.

streszczenie, dodano 26.11.2014


Ogólna charakterystyka komórki: kształt, skład chemiczny, różnice między eukariontami a prokariotami. Cechy budowy komórek różnych organizmów. Wewnątrzkomórkowy ruch cytoplazmy komórki, metabolizm. Funkcje lipidów, węglowodanów, białek i kwasów nukleinowych.

Strona 1

Synteza matrycowego DNA katalizowana przez polimery DNA spełnia dwie główne funkcje: replikację DNA, tj. synteza nowych łańcuchów potomnych komplementarnych do pierwotnych łańcuchów macierzystych oraz naprawa dwuniciowego DNA z przerwami w jednym z łańcuchów, powstałymi w wyniku wycięcia uszkodzonych odcinków tego łańcucha przez specjalne nukleazy. W obu przypadkach polimerazy DNA katalizują przeniesienie fragmentów dezoksyrybonukleotydów z dezoksyrybonukleozydo-5-trifosforanów do grupy hydroksylowej 3-końcowego fragmentu rosnącego lub regenerującego się łańcucha.

Wieloetapowa synteza białek macierzy, czyli rzeczywista translacja zachodząca w rybosomie, jest również warunkowo podzielona na 3 etapy: inicjację, elongację i terminację.

Synteza macierzy położyła podwaliny pod projektowanie i składanie cząsteczek o dowolnej złożoności. Aby jednak przystąpić do syntezy ciała stałego, konieczne jest użycie matrycy nie do wyhodowania na niej syntetyzowanego łańcucha, ale do złożenia jednostek strukturalnych w monowarstwy - struktury dwuwymiarowe, a następnie do złożenia układu monowarstw - trójwymiarowa struktura. Jeśli pierwsza operacja została przygotowana przez teorię i praktykę sorpcji, to druga może wynikać z wyników badań epitaksji.

Istota syntezy macierzowej jest następująca.

Substratami syntezy białek macierzy są aminokwasy przyłączone do tRNA, a te ostatnie uczestniczą w przekazywaniu informacji z sekwencji nukleotydowej do sekwencji aminokwasowej. Transportujące RNA to jednoniciowe cząsteczki o stosunkowo małej masie cząsteczkowej (22–26 kDa) i składające się z 80–100 nukleotydów. Każdy aminokwas odpowiada jednemu do sześciu transferowych RNA, z którymi może tworzyć kompleksy (rozdz.

Problem badania matrycowej syntezy biopolimerów wymaga stworzenia układów modelowych, które w sposób ogólny powtarzają główne schematy syntezy makrocząsteczek w układach biologicznych. Pierwszym krokiem na tej ścieżce jest wdrożenie i badanie procesów polimeryzacji w najprostszych układach, gdzie matryca składa się z identycznych jednostek zawierających grupy funkcyjne zdolne do adsorbowania danego monomeru. Z drugiej strony badanie wzorców polimeryzacji monomerów wstępnie zorganizowanych i aktywowanych chemicznie w wyniku oddziaływania z czynnikiem makrocząsteczkowym jest niewątpliwie dużym zainteresowaniem.

Idea syntezy macierzowej od dawna wyrażana jest jako rodzaj spekulatywnej abstrakcji. Zasada złożonej mentalności nadaje mu całkowicie przejrzystą fizyczność.

Idea syntezy macierzowej od dawna wyrażana jest jako rodzaj spekulatywnej abstrakcji. Zasada komplementarności nadaje mu całkowicie klarowny wygląd fizyczny.

W tym przypadku synteza matrycy na DNA przebiega z błędami. W zsyntetyzowanej nici DNA okazuje się, że jest to jeden nukleotyd więcej lub mniej niż zwykle i występują mutacje.

Enzymy, które katalizują matrycową syntezę kwasów nukleinowych, nazywane są polimerazami DNA lub RNA. W niektórych przypadkach łańcuch mRNA może służyć jako matryca nie tylko do syntezy białek, ale także do syntezy DNA. Proces ten jest katalizowany przez enzym odwrotną transkryptazę. Każda z trzech syntez biopolimerów obejmuje trzy etapy: inicjację - początek tworzenia polimeru z dwóch monomerów, elongację - wzrost łańcucha polimeru oraz terminację - zakończenie syntezy matrycy. Mechanizmy syntezy DNA są takie same u prokariotów i eukariontów. Opierają się one na zasadzie komplementarności zasad azotowych (AT i GC), które zapewniają ścisłą zgodność sekwencji nukleotydów macierzystego i potomnego łańcucha DNA.

Sens syntezy macierzowej polega więc na tym, że w klasie funkcji liniowych szukamy sterowania wielkościami określającymi odchylenie stanów układu od trajektorii programu. Taka sytuacja jest typowa dla problemów inżynierskich teorii sterowania.

Sens syntezy macierzowej polega więc na tym, że w klasie funkcji liniowych szukamy sterowania wielkościami określającymi odchylenie stanów układu od trajektorii programu. Taka sytuacja jest typowa dla problemów inżynierskich w teorii sterowania.

Przeprowadzając matrycową syntezę polipeptydów w 1962 r., Merrifeld wykazał, że droga do otrzymania substancji o dowolnej, nawet najbardziej złożonej strukturze, jest otwarta.