العقيدة المركزية لعلم الأحياء الجزيئي

بالتأكيد ، إليك بعض الملاحظات الدراسية من النص المقدم:

ترجمة

• الترجمة هي عملية تخليق البروتين.

الريبوسوم

• الريبوسوم هو موقع تخليق البروتين.
• يتكون من وحدتين فرعيتين مختلفتين، إحداهما أصغر من الأخرى الأكبر.
• يقرأ mRNA في اتجاه 5 '-> 3'.

بنية

• يحتوي على ثلاثة مواقع ربط tRNA: موقع الخروج وموقع البيبتيديل وموقع الأمينو أسيل.
• Exit (E): mRNA المستنفد يخرج من الريبوسوم هنا.
• Peptidyl (P): يربط peptidyl-tRNA (tRNA المرتبط بـ oligopeptide المتنامي).
• Aminoacyl (A): يربط aminoacyl-tRNA (tRNA المرتبط بحمض أميني).

العقيدة المركزية

• تشرح العقيدة المركزية لعلم الأحياء الجزيئي تدفق المعلومات الوراثية من DNA إلى RNA لإنتاج بروتين وظيفي.
• يقترح أن الحمض النووي DNA يحتوي على المعلومات اللازمة لصنع البروتينات.
• RNA هو رسول يحمل هذه المعلومات إلى الريبوسوم.
• النسخ ------> الترجمة genotype (DNA) ------> البروتين

تخليق البروتين

• عملية استخدام الشفرة الوراثية لإنشاء البروتينات.
• يتكون من خطوتين:
• النسخ: يتم نسخ المنطقة المشفرة من الجين إلى RNA.
• الترجمة: إنتاج البروتينات.

المبادئ الأساسية للنسخ والترجمة

• النسخ هو تركيب الحمض النووي RNA باستخدام المعلومات الموجودة في الحمض النووي DNA.
• ينتج النسخ messenger RNA (mRNA).
• تسمى سلسلة RNA بنسخة.
• الترجمة هي تركيب polypeptide ، باستخدام المعلومات الموجودة في mRNA.
• الريبوسومات هي مواقع الترجمة.
• في بدائيات النوى، يمكن أن تبدأ ترجمة mRNA قبل الانتهاء من النسخ.
• في خلية حقيقية النواة، يفصل الغلاف النووي النسخ عن الترجمة.

أنواع الحمض النووي RNA

• messenger RNA (mRNA): تعمل هذه الفئة من RNAs كقوالب ترميز وراثية مستخدمة بواسطة آلية الترجمة لتحديد ترتيب الأحماض الأمينية المدمجة في polypeptide المطول في عملية الترجمة.
• transfer RNA (tRNA): تشكل هذه الفئة من RNAs الصغيرة ارتباطات تساهمية بالأحماض الأمينية الفردية وتتعرف على التسلسلات المشفرة لـ mRNAs للسماح بالإدخال الصحيح للأحماض الأمينية في سلسلة polypeptide المطولة.
• ribosomal RNA (rRNA): يتم تجميع هذه الفئة من RNAs مع العديد من البروتينات ribosomal لتشكيل الريبوسومات. تشارك الريبوسومات في mRNAs وتشكل مجالًا تحفيزيًا تدخل فيه tRNAs بأحماضها الأمينية المرفقة. تحفز البروتينات الموجودة في الريبوسومات جميع وظائف تخليق polypeptide.

الشفرة الوراثية

• تحدد كل codon الحمض الأميني المراد وضعه في الموضع المقابل على طول polypeptide.
• الشفرة الوراثية زائدة عن الحاجة (قد تحدد أكثر من codon واحد حمضًا أمينيًا معينًا) ولكنها ليست غامضة؛ لا تحدد أي codon أكثر من حمض أميني واحد.

Biosynthesis البروتين

• يحدث في 5 مراحل:
  1. تفعيل الأحماض الأمينية
  2. البدء (Initiation)
  3. الإطالة
  4. الإنهاء
  5. طي وتجهيز ما بعد الترجمة

تفعيل الأحماض الأمينية

• يجب استيفاء شرطين كيميائيين:
  1. يجب تنشيط مجموعة الكربوكسيل لكل حمض أميني لتسهيل تكوين رابطة ببتيدية.
  2. يجب إنشاء رابط بين كل حمض أميني جديد والمعلومات الموجودة في mRNA التي تشفره.
• يعد ربط الحمض الأميني المناسب بـ tRNA المناسب أمر بالغ الأهمية.
• يحدث هذا التفاعل في السيتوسول، وليس على الريبوسوم.
• يرتبط كل حمض أميني تساهميًا بـ tRNA معين على حساب طاقة ATP ، باستخدام الإنزيمات المنشطة المعتمدة على Mg2 المعروفة باسم aminoacyl tRNA synthetases.
• عندما ترتبط بـ amino حمضها (aminoacylated) ، يقال إن tRNAs "مشحونة".

بدء

• يبدأ تخليق البروتين بواسطة codon البدء AUG (الميثيونين).
• في بدائيات النوى، يرتبط codon بـ formyl methionine tRNA وفي حقيقيات النوى methionine tRNA تربط
• للبدء في تخليق البروتين في بدائيات النوى، يتم تحديد عوامل البدء في هيكلية البروتين (IF 1 ، IF 2 ، IF 3).
• تحتوي وحدة الريبوسوم 30 S على 16 SrRNA mRNA و N-formyl methionyl-tRNA و GTP (Guanosine triphosphate).
• لتشكيل معقد بدء التخليق ، يتحد IF 3 أولاً مع عامل البدء 30S subunit.
• يتم بعد ذلك إضافة IF 1 إلى هذا الهيكل ويرتبط mRNA أخيرًا ليتم تصنيعه في 30S subunit.
• في الخطوة التالية ، تضاف وحدة 50 S من الريبوسوم إلى هذا المركب عن طريق تحلل GTP وبالتالي إكمال tRNA الأول إلى منطقة P (peptidyl tRNA).
• عوامل البدء في حقيقيات النوى هي elFl و elF 2 و elF 3 و elF 4 و elF5.
• في وجود عوامل البدء (IF) و GTP في بداية تخليق البروتين في بدائيات النوى، تتشكل وحدات الريبوسوم الفرعية و mRNA و fMet-tRNA في منطقة قريبة من الطرف 5 'من mRNA.
• على معقد البدء ، يوجد مكان يربط peptidyl-tRNA بالموقع P ويربط aminoacyl-tRNA.
• fMet-tRNA موجود في موقع P لمعقد البدء؛ codon آخر من mRNA موجود في مكان A.
• في الخطوة 2 من عملية البدء هذه ، ينضم المركب المكون من الوحدة الفرعية الريبوسومية 30S و IF-3 و mRNA بواسطة كل من IF-2 المرتبط بـ GTP و fMet-tRNAfMet البدائي.
• ثم يرتبط mRNA بالوحدة الفرعية. يتم توجيه codon البدء إلى موضعه الصحيح بواسطة تسلسل Shine Delgarno في mRNA.
• يقوم anticodon الخاص بـ tRNA هذا الآن بإقران codons البدء mRNA بشكل صحيح.
• تسلسل Shine-Dalgarno هو موقع ربط ريبوسومي ضروري لبدء الترجمة.
• لا يرتبط الريبوسوم بـ codon بدء AUG ، ولكن 5-10 nucleotides في اتجاه التيار.
• يمكن وضع تسلسل Shine-Dalgarno في أي مكان داخل mRNA.
• في الخطوة 3 ، يتحد هذا المركب الكبير مع الوحدة الفرعية الريبوسومية 50؛ في وقت واحد ، يتحلل GTP المرتبط بـ IF-2 إلى GDP و Pi ، اللذين يتم إطلاقهما من المركب. تغادر جميع عوامل البدء الثلاثة الريبوسوم في هذه المرحلة.

عمليات بدء حقيقيات النوى

• الترجمة تشبه بشكل عام الخلايا حقيقية النواة والبكتيرية ؛ معظم الاختلافات المهمة تكمن في آلية البدء.
• ترتبط mRNAs حقيقية النواة بالريبوسوم كمركب مع عدد من البروتينات الرابطة المحددة. تربط العديد من هذه الأطراف 5 و 3 من الرسالة ببعضها البعض.
• في الطرف 3 '، يرتبط mRNA ببروتين ربط poly (A) (PAB).
• تحتوي الخلايا حقيقية النواة على تسعة عوامل بدء على الأقل. يرتبط معقد يسمى eIF4F ، والذي يتضمن البروتينات eIF4E و eIF4G و eIF4A ، بالغطاء 5 من خلال eIF4E.
• يرتبط البروتين eIF4G بكل من eIF4E و PAB ، ويربطهما بشكل فعال معًا.
• يمتلك البروتين eIF4A نشاط RNA helicase. إنه مركب eIF4F المرتبط

استطالة سلسلة polypeptide

• يرتبط aminoacyl-tRNA بالموقع A للريبوسوم.
• يتم نقل سلسلة polypeptide المتنامية
• من tRNA في الموقع P إلى tRNA في الموقع A
• عن طريق تكوين رابطة ببتيدية جديدة.
• ينتقل الريبوسوم على طول mRNA لوضع codons التالي في الموقع A. في الوقت نفسه ،
• يتم نقل polypeptide-tRNA الوليدة من الموقع A إلى الموقع P.
• يتم نقل tRNA غير المشحون من الموقع P إلى الموقع E-.
• ينتهي الإطالة عندما يضيف الريبوسوم آخر حمض أميني مشفر بواسطة mRNA.
• يتم الإشارة إلى الإنهاء بواسطة أحد codons الثلاثة للإنهاء (أو "إيقاف"):
• UAA ، UAG ، UGA
• بمجرد أن يحتل codon إيقاف الموقع A ، تعمل عوامل الإنهاء (أو عوامل الإطلاق) على تعزيز تفكك المركب الريبوسومي. يرتبط عامل الإطلاق بالموقع A.
• تضاف جزيء ماء إلى الطرف الكربوكسيلي لـ polypeptide الوليدة ، مما يتسبب في الإنهاء.
• تحدث الأحداث التالية:
• تحلل الرابطة terminal peptidyl-tRNA
• إطلاق polypeptide الحر وآخر tRNA (غير مشحون الآن) من الموقع P.
• تفكك الوحدات الفرعية الريبوسومية

طي وتعديلات ما بعد الترجمة

• تتحد الببتيدات ("مطوية") لإنشاء بروتينات كروية.
• يمكن تغيير الببتيدات للنشاط البيولوجي. بعض التعديلات هي:
• تشكيل رابطة ثاني كبريتيد
• إرفاق العوامل المساعدة / الإنزيمات المساعدة
• إرفاق مجموعات اصطناعية (على سبيل المثال إضافة كربوهيدرات يصنع glycoprotein)
• انقسام البروتينات السلف (مثل proinsulin -> الأنسولين)
• تعديل كيميائي (methylation ، acetylation ، إلخ)

آمل أن تساعد هذه الملاحظات! اسمحوا لي أن أعرف إذا كان هناك أي شيء آخر يمكنني فعله من أجلك.