Микромодуль 6 – Белок биосинтезі

Дәріс 14. Белок биосинтезі

1. Ген туралы ұғым

2. Белок биосинтезінің этаптары

Ген биохимиясы және генетикалық хабардың берілуі

Г е н – тұқым қуалаушылықтың материалдық бірлігі, ДНҚ молекуласының бөлігі болып табылады. Клетка ядросының хромосомаларында болады. Белгілі бір геннің хромосомада орналасу орнын локус деп атайды. Гендердің жиынтығын г е н о м дейді.

Қорыта айтқанда, геном деп ДНҚ-ның бүкіл молекуласын айтады. Әрбір ген бір белок құрылымы /полипептидтік тізбек/ туралы хабарды сақтайды. Сонымен, белоктың бір молекуласының синтезін анықтайтын ДНҚ-ның бөлігін г е н деп атайды.

Химиялық жағынан ген бір-бірімен байланысқан нуклеотидтердің ұзын тізбегі болып келеді. Мысалы, белок молекуласы 300 амин қышқылдарының қалдығынан тұратын болса, онда геннің ұзындығы, яғни ДНҚ-нің бөлігі 900 нуклеотидке тең.

Белоктың құрамына кіретін амин қышқылының түрі, оның орналасу реттері гендердегі сақтаулы хабарға байланысты. Сондықтан әр амин қышқылы және бүкіл белоктың құрылымы ДНҚ молекуласының тізбегіндегі хабарға сай болады. ДНҚ молекуласы белоктың молекуласынан үлкен.

Амин қышқылдарының саны 20, ал нуклеотидтер –4, демек амин қышқылдарының әрқайсысына бірнеше нуклеотидтен құралған үйлесім сәйкес келуге тиіс. Бұл сәйкес үйлесім үш нуклеотидтен тұрады, оны т р и п л е т деп атайды. Сонда белоктағы бір амин қышқылын ДНҚ-ның тізбегіндегі үш нуклеотид /триплет/ анықтайтын болады.

Себебі, егер белоктағы болатын әр 20 амин қышқылын бір нуклеотидпен кодтайтын болсақ, онда ДНҚ-да 20 нуклеотид болуы керек, ал шын мәнісінде негіздердің бар болғаны төртеу-ақ. Екі нуклеотидте аз, себебі олар тек 16 амин қышқылын ғана /4² – 16/ кодтай алады. Демек, үш нуклеотидтің үйлесімі 64 амин қышқылын /4³ – 64/ кодтауға толығымен жетеді. Осы төрт негіздерден /А,Г,Ц,У/ үш үштен іріктеп ала отырып, сондай-ақ әрбір үштіктердегі негідердің тіркесу ретін ескере отырып, 64 қисындастыру құрастыруға болады. Біз, негіздердің төрт санынан-ақ 64 амин қышқылдарын кодта аламыз. Сірә, триплеттердің артық мөлшерде болуы амин қышқылдарының кейбіреулерінің бір ғана емес, бірнеше триплеттермен кодталады деп жорамалдайтын болса керек. Мысалы, аланин ГЦУ, ГЦЦ, ГЦА, ГЦГ триплеттерімен кодталады.

Инициациялайтын кодондарға АУГ, ГУГ, УУГ жатады. Олар рибосомада түзілетін полипептидтік тізбектің бас жағындағы амин қышқылын қосатын жерін анықтайды. Яғни, полипептидтік тізбектің түзілуі солардың біреуінен басталады.

Үш кодон /УАА, УАГ, УГА/ амин қышқылының белок молекуласына қосылуын кодтамайды және полипептидтік тізбектің түзіліп болғаны жөнінде ескертеді. Яғни, солардың біреуімен полипептидтік тізбектің түзілуі аяқталады. Бұл терминациялайтын кодондар.

Т р а н с к р и п ц и я

Генетикалық хабар ағыны ДНҚ-дан и-РНҚ арқылы белокқа бағытталған. ДНҚ-дағы хабар толықтырушы принципке сай и-РНҚ-ға көшіріледі. Бұл процесс транскрипция деп аталады. Ол көптеген ферменттердің қатысуымен жүреді. Транскрипция клетканың ядросында өтеді. ДНҚ молекуласының белгілі бір бөлігінде и-РНҚ синтезделеді. Бұл бөлікті п р о м о т о р деп атайды. Осы кезде ДНҚ нуклеотидтерінің бірізділігіне «көшіріліп жазылады». РНҚ-полимераза ДНҚ-ның тиісті бөлігіне қосылып, оның қос оралымын ширатады да рибонуклеотидтерді сәйкестік принцип бойынша байланыстырып ДНҚ-ның құрылымын көшіреді. Фермент алға қозғалған сайын түзілген и-РНҚ тізбегі матрицадан ажырайды да, ал ДНҚ-ның қос оралым ферменттің соңында қалыпқа келеді. РНҚ-полимераза көшірілген бөліктің шетіне жеткен соң матрицадан бөлініп цитоплазмаға ауысады да белок синтезіне қатысады.

Сөйтіп, транскрипцияның нәтижесінде ДНҚ-ның бөлігіндегі жазылған хабар и-РНҚ-ға көшіріледі. И-РНҚ-ға көшірілген хабар рибосомаға жеткізіледі.