Om de processen in het lichaam te bestuderen, moet je weten wat er op cellulair niveau gebeurt. Waar eiwitten een belangrijke rol spelen. Het is noodzakelijk om niet alleen hun functies te bestuderen, maar ook het scheppingsproces. Daarom is het belangrijk om eiwitbiosynthese beknopt en duidelijk uit te leggen. Groep 9 is hiervoor het meest geschikt. In deze fase hebben de leerlingen voldoende kennis om het onderwerp te begrijpen.
Eiwitten - wat is het en waar dienen ze voor
Deze macromoleculaire verbindingen spelen een grote rol in het leven van elk organisme. Eiwitten zijn polymeren, dat wil zeggen dat ze uit veel vergelijkbare "stukjes" bestaan. Hun aantal kan variëren van een paar honderd tot duizenden.
Eiwitten vervullen veel functies in de cel. Hun rol is ook groot op hogere organisatieniveaus: weefsels en organen zijn grotendeels afhankelijk van het correct functioneren van verschillende eiwitten.
Alle hormonen zijn bijvoorbeeld van eiwitoorsprong. Maar het zijn deze stoffen die alle processen in het lichaam beheersen.
Hemoglobine is ook een eiwit, het bestaat uit vier ketens, die zich in het midden bevindenverbonden door een ijzeratoom. Door deze structuur kunnen rode bloedcellen zuurstof vervoeren.
Bedenk dat alle membranen eiwitten bevatten. Ze zijn nodig voor het transport van stoffen door het celmembraan.
Er zijn veel meer functies van eiwitmoleculen die ze duidelijk en onvoorwaardelijk uitvoeren. Deze verbazingwekkende verbindingen zijn zeer divers, niet alleen in hun rol in de cel, maar ook in structuur.
Waar synthese plaatsvindt
Het ribosoom is het organel waarin het grootste deel van het proces dat 'eiwitbiosynthese' wordt genoemd, plaatsvindt. Groep 9 op verschillende scholen verschilt in het curriculum van het studeren van biologie, maar veel leraren geven vooraf materiaal over organellen, voordat ze vertaling gaan studeren.
Daarom is het voor studenten gemakkelijk om het behandelde materiaal te onthouden en te consolideren. U moet zich ervan bewust zijn dat er slechts één polypeptideketen tegelijk op één organel kan worden gemaakt. Dit is niet genoeg om aan alle behoeften van de cel te voldoen. Daarom zijn er veel ribosomen, en meestal worden ze gecombineerd met het endoplasmatisch reticulum.
Zo'n EPS wordt ruw genoemd. Het voordeel van zo'n "samenwerking" is duidelijk: direct na synthese komt het eiwit het transportkanaal binnen en kan het zonder vertraging naar zijn bestemming worden gestuurd.
Maar als we rekening houden met het allereerste begin, namelijk het lezen van informatie uit DNA, dan kunnen we zeggen dat eiwitbiosynthese in een levende cel in de kern begint. Dit is waar boodschapper-RNA wordt gesynthetiseerd.die de genetische code bevat.
Vereiste materialen - aminozuren, syntheseplaats - ribosoom
Het lijkt moeilijk uit te leggen hoe eiwitbiosynthese verloopt, kort en duidelijk, een processchema en talloze tekeningen zijn gewoon nodig. Ze zullen helpen om alle informatie over te brengen, en studenten zullen het ook gemakkelijker kunnen onthouden.
Allereerst vereist de synthese "bouwmateriaal" - aminozuren. Sommige worden door het lichaam aangemaakt. Anderen kunnen alleen uit voedsel worden gehaald, ze worden onmisbaar genoemd.
Het totale aantal aminozuren is twintig, maar door het enorme aantal opties waarin ze in een lange keten kunnen worden gerangschikt, zijn eiwitmoleculen zeer divers. Deze zuren hebben dezelfde structuur, maar verschillen in radicalen.
Het zijn de eigenschappen van deze delen van elk aminozuur die bepalen welke structuur de resulterende keten zal "vouwen", of het een quaternaire structuur zal vormen met andere ketens, en welke eigenschappen het resulterende macromolecuul zal hebben.
Het proces van eiwitbiosynthese kan niet eenvoudig in het cytoplasma plaatsvinden, het heeft een ribosoom nodig. Dit organel bestaat uit twee subeenheden - groot en klein. In rust zijn ze gescheiden, maar zodra de synthese begint, verbinden ze zich onmiddellijk en beginnen ze te werken.
Zo verschillende en belangrijke ribonucleïnezuren
Om een aminozuur naar het ribosoom te brengen, heb je een speciaal RNA nodig dat transport wordt genoemd. Voorde afkortingen staan voor tRNA. Dit enkelstrengs klaverbladmolecuul is in staat om een enkel aminozuur aan zijn vrije uiteinde te hechten en het naar de plaats van eiwitsynthese te brengen.
Een ander RNA dat betrokken is bij de eiwitsynthese, wordt matrix (informatie) genoemd. Het bevat een even belangrijk onderdeel van de synthese - een code die duidelijk aangeeft wanneer welk aminozuur moet worden gekoppeld aan de resulterende eiwitketen.
Dit molecuul heeft een enkelstrengs structuur, bestaat uit nucleotiden, net als DNA. Er zijn enkele verschillen in de primaire structuur van deze nucleïnezuren, waarover u kunt lezen in het vergelijkende artikel over RNA en DNA.
Informatie over de samenstelling van het eiwit dat mRNA ontvangt van de belangrijkste bewaarder van de genetische code - DNA. Het proces van het lezen van deoxyribonucleïnezuur en het synthetiseren van mRNA wordt transcriptie genoemd.
Het komt voor in de kern, van waaruit het resulterende mRNA naar het ribosoom wordt gestuurd. Het DNA zelf verlaat de kern niet, het heeft alleen tot taak de genetische code te behouden en tijdens de deling naar de dochtercel over te brengen.
Samenvatting van de belangrijkste deelnemers aan de uitzending
Om eiwitbiosynthese beknopt en duidelijk te beschrijven, is een tabel gewoon noodzakelijk. Daarin zullen we alle componenten en hun rol in dit proces, dat vertaling wordt genoemd, opschrijven.
| Wat is er nodig voor synthese | Welke rol heeft |
| Aminozuren | Dien als bouwsteen voor de eiwitketen |
| Ribosoom | Zijnuitzendlocatie |
| tRNA | Vervoert aminozuren naar ribosomen |
| mRNA | Levert informatie over de volgorde van aminozuren in een eiwit aan de plaats van synthese |
Het proces van het creëren van een eiwitketen is verdeeld in drie fasen. Laten we elk van hen in meer detail bekijken. Daarna kun je eiwitbiosynthese eenvoudig kort en duidelijk uitleggen aan iedereen die het wil.
Initiatie - het begin van het proces
Dit is de eerste fase van translatie, waarin de kleine subeenheid van het ribosoom versmelt met het allereerste tRNA. Dit ribonucleïnezuur draagt het aminozuur methionine. De vertaling begint altijd met dit aminozuur, aangezien het startcodon AUG is, dat codeert voor dit eerste monomeer in de eiwitketen.
Om ervoor te zorgen dat het ribosoom het startcodon herkent en de synthese niet start vanuit het midden van het gen, waar ook de AUG-sequentie kan zijn, bevindt zich een speciale nucleotidesequentie rond het startcodon. Het is van hen dat het ribosoom de plaats herkent waar zijn kleine subeenheid zou moeten zitten.
Na de vorming van het complex met mRNA eindigt de initiatiefase. En het hoofdpodium van de uitzending begint.
Verlenging is het midden van de synthese
In dit stadium is er een geleidelijke toename van de eiwitketen. De duur van de verlenging hangt af van het aantal aminozuren in het eiwit.
Allereerst te kleinde grotere subeenheid van het ribosoom is bevestigd. En het initiële t-RNA zit er helemaal in. Buiten blijft alleen methionine over. Vervolgens komt een tweede t-RNA dat een ander aminozuur draagt de grote subeenheid binnen.
Als het tweede codon op het mRNA overeenkomt met het anticodon bovenaan het klaverblad, wordt het tweede aminozuur via een peptidebinding aan het eerste bevestigd.
Daarna beweegt het ribosoom langs het m-RNA precies drie nucleotiden (één codon), het eerste t-RNA maakt methionine van zichzelf los en scheidt zich van het complex. In plaats daarvan is een tweede t-RNA, aan het einde waarvan er al twee aminozuren zijn.
Dan komt het derde t-RNA de grote subeenheid binnen en herha alt het proces zich. Het gaat door totdat het ribosoom een codon in het mRNA raakt dat het einde van de translatie aangeeft.
Beëindiging
Dit is de laatste stap, sommigen vinden het misschien nogal wreed. Alle moleculen en organellen die zo goed samenwerkten om de polypeptideketen te creëren, stoppen zodra het ribosoom het terminale codon raakt.
Het codeert voor geen enkel aminozuur, dus wat voor tRNA ook in de grote subeenheid gaat, het zal allemaal worden afgewezen vanwege een mismatch. Dit is waar terminatiefactoren een rol gaan spelen, die het afgewerkte eiwit scheiden van het ribosoom.
Het organel zelf kan zich splitsen in twee subeenheden of verder gaan in het mRNA op zoek naar een nieuw startcodon. Eén mRNA kan meerdere ribosomen tegelijk hebben. Elk van hen bevindt zich in zijn eigen stadium. Het nieuw gecreëerde eiwit wordt voorzien van markers, met behulp waarvan de bestemming voor iedereen duidelijk zal zijn. En via EPS wordt het naar de plaats gestuurd waar het nodig is.
Om de rol van eiwitbiosynthese te begrijpen, is het noodzakelijk om te bestuderen welke functies het kan vervullen. Het hangt af van de volgorde van aminozuren in de keten. Het zijn hun eigenschappen die de secundaire, tertiaire en soms quaternaire (indien aanwezig) eiwitstructuur en zijn rol in de cel bepalen. U kunt meer lezen over de functies van eiwitmoleculen in een artikel over dit onderwerp.
Meer informatie over streaming
Dit artikel beschrijft eiwitbiosynthese in een levende cel. Als je het onderwerp dieper bestudeert, kost het natuurlijk vele pagina's om het proces in alle details uit te leggen. Maar het bovenstaande materiaal zou voldoende moeten zijn voor een algemeen idee. Videomateriaal waarin wetenschappers alle stadia van vertaling hebben gesimuleerd, kan zeer nuttig zijn voor begrip. Sommigen van hen zijn vertaald in het Russisch en kunnen dienen als een geweldige gids voor studenten of gewoon als een educatieve video.
Om het onderwerp beter te begrijpen, moet je andere artikelen over gerelateerde onderwerpen lezen. Bijvoorbeeld over nucleïnezuren of over de functies van eiwitten.
