وصف موجز لكيفية حدوث تخليق البروتين في الخلية. التخليق الحيوي للبروتين: موجز ومفهوم

دور البروتينات في الخلية والجسم

دور البروتين في حياة الخلية والمراحل الرئيسية لتركيبه. هيكل ووظائف الريبوسومات. دور الريبوسومات في تخليق البروتين.

تلعب البروتينات دورًا مهمًا للغاية في العمليات الحيوية للخلية والجسم، فهي تتميز بالوظائف التالية.

الهيكلي.وهي جزء من الهياكل والأنسجة والأعضاء داخل الخلايا. على سبيل المثال، يعمل الكولاجين والإيلاستين كمكونات للنسيج الضام: العظام والأوتار والغضاريف. الفيبروين هو جزء من خيوط العنكبوت الحريرية. الكيراتين هو جزء من البشرة ومشتقاتها (الشعر، القرون، الريش). أنها تشكل قذائف (كابسيدات) من الفيروسات.

إنزيمي.الجميع التفاعلات الكيميائيةفي الخلية، يتم المضي قدمًا بمشاركة المحفزات البيولوجية - الإنزيمات (أكسيدوريدوكتيز، هيدرولاز، ليجاز، ترانسفيراز، إيزوميراز، ولياز).

تنظيمية.على سبيل المثال، تنظم هرمونات الأنسولين والجلوكاجون استقلاب الجلوكوز. تشارك بروتينات الهستون في التنظيم المكاني للكروماتين، وبالتالي تؤثر على التعبير الجيني.

ينقل.يحمل الهيموجلوبين الأكسجين في دم الفقاريات، والهيموسيانين في الدملمف في بعض اللافقاريات، والميوجلوبين في العضلات. يعمل ألبومين المصل على نقل الأحماض الدهنية والدهون وما إلى ذلك. توفر بروتينات النقل الغشائية نقلًا نشطًا للمواد عبر أغشية الخلايا (Na +، K + -ATPase). تقوم السيتوكروم بنقل الإلكترونات على طول سلاسل نقل الإلكترون في الميتوكوندريا والبلاستيدات الخضراء.

محمي.على سبيل المثال، تشكل الأجسام المضادة (الجلوبيولين المناعي) مجمعات تحتوي على مستضدات بكتيرية وبروتينات أجنبية. تمنع الإنترفيرون تخليق البروتين الفيروسي في الخلية المصابة. ويشارك الفيبرينوجين والثرومبين في عمليات تخثر الدم.

مقلص (محرك).توفر بروتينات الأكتين والميوسين عمليات تقلص العضلات وتقلص عناصر الهيكل الخلوي.

إشارة (مستقبل).بروتينات غشاء الخلية هي جزء من المستقبلات والمستضدات السطحية.

بروتينات التخزين. كازين الحليب، الزلال بيض الدجاجه- الفيريتين (يخزن الحديد في الطحال).

السموم البروتينية. سم الخناق.

وظيفة الطاقة.مع تحلل 1 جرام من البروتين إلى المنتجات الأيضية النهائية (CO2، H2O، NH3، H2S، SO2)، يتم إطلاق 17.6 كيلوجول أو 4.2 كيلو كالوري من الطاقة.

يحدث التخليق الحيوي للبروتين في كل خلية حية. وهو أكثر نشاطًا في الخلايا الشابة النامية، حيث يتم تصنيع البروتينات لبناء عضياتها، وكذلك في الخلايا الإفرازية، حيث يتم تصنيع بروتينات الإنزيمات وبروتينات الهرمونات.

دور أساسيفي تحديد بنية البروتينات ينتمي إلى الحمض النووي. تسمى قطعة الحمض النووي التي تحتوي على معلومات حول بنية بروتين واحد بالجين. يحتوي جزيء الحمض النووي على عدة مئات من الجينات. يحتوي جزيء الحمض النووي على رمز لتسلسل الأحماض الأمينية في البروتين على شكل نيوكليوتيدات مدمجة بشكل مؤكد.

تخليق البروتين -عملية معقدة متعددة المراحل تمثل سلسلة من التفاعلات الاصطناعية التي تتم وفقًا لمبدأ تصنيع المصفوفة.

في التخليق الحيوي للبروتين، يتم تحديد الخطوات التالية، والتي تذهب إلى اجزاء مختلفةالخلايا:

المرحلة الأولى -يحدث تخليق i-RNA في النواة، حيث تتم إعادة كتابة المعلومات الموجودة في جين DNA إلى i-RNA. تسمى هذه العملية بالنسخ (من "النسخة" اللاتينية - إعادة الكتابة).

في المرحلة الثانيةهناك اتصال بين الأحماض الأمينية وجزيئات t-RNA، والتي تتكون بالتتابع من ثلاثة نيوكليوتيدات - مضادات الكودونات، والتي يتم من خلالها تحديد الكودون الثلاثي الخاص بها.

المرحلة الثالثة -هذه هي عملية التوليف المباشر للروابط المتعددة الببتيد، والتي تسمى الترجمة. يحدث في الريبوسومات.

في المرحلة الرابعةتكوين البنية الثانوية والثالثية للبروتين، أي تكوين البنية النهائية للبروتين.

وهكذا، في عملية التخليق الحيوي للبروتين، يتم تشكيل جزيئات بروتينية جديدة وفقًا للمعلومات الدقيقة المضمنة في الحمض النووي. تضمن هذه العملية تجديد البروتينات وعمليات التمثيل الغذائي ونمو الخلايا وتطورها، أي جميع عمليات النشاط الحيوي للخلية.

لدراسة العمليات التي تحدث في الجسم، عليك أن تعرف ما يحدث على المستوى الخلوي. حيث تلعب البروتينات دورًا مهمًا. من الضروري دراسة ليس فقط وظائفهم، ولكن أيضا عملية الخلق. لذلك، من المهم أن نشرح بإيجاز ووضوح. الصف التاسع هو الأفضل لهذا الغرض. في هذه المرحلة يكون لدى الطلاب المعرفة الكافية لفهم هذا الموضوع.

البروتينات - ما هو وما هو الغرض منها

تلعب هذه المركبات الجزيئية دورًا كبيرًا في حياة أي كائن حي. البروتينات عبارة عن بوليمرات، أي أنها تتكون من العديد من "القطع" المتشابهة. يمكن أن يختلف عددهم من بضع مئات إلى الآلاف.

تؤدي البروتينات العديد من الوظائف في الخلية. كما أن دورها عظيم أيضًا في المستويات العليا من التنظيم: فالأنسجة والأعضاء تعتمد إلى حد كبير على الأداء الصحيح للبروتينات المختلفة.

على سبيل المثال، جميع الهرمونات هي من أصل بروتيني. لكن هذه المواد هي التي تتحكم في جميع العمليات في الجسم.

الهيموجلوبين هو أيضًا بروتين، ويتكون من أربع سلاسل متصلة في المركز بذرة حديد. يوفر هذا الهيكل القدرة على حمل الأكسجين بواسطة كريات الدم الحمراء.

تذكر أن جميع الأغشية تحتوي على بروتينات. وهي ضرورية لنقل المواد عبر غشاء الخلية.

هناك العديد من الوظائف الأخرى لجزيئات البروتين التي تؤديها بوضوح ودون أدنى شك. هذه المركبات المذهلة متنوعة للغاية، ليس فقط في أدوارها في الخلية، ولكن أيضًا في بنيتها.

أين يحدث التوليف

الريبوسوم هو العضية التي يحدث فيها الجزء الرئيسي من العملية التي تسمى "التخليق الحيوي للبروتين". يختلف الصف التاسع في المدارس المختلفة في المناهج الدراسية لدراسة علم الأحياء، لكن العديد من المعلمين يقدمون مواد عن العضيات مسبقًا، قبل دراسة الترجمة.

لذلك، لن يكون من الصعب على الطلاب تذكر المواد المغطاة وتوحيدها. يجب أن تدرك أنه يمكن إنشاء سلسلة بولي ببتيد واحدة فقط على عضية واحدة في المرة الواحدة. وهذا لا يكفي لتلبية جميع احتياجات الخلية. لذلك، هناك الكثير من الريبوسومات، وغالبا ما يتم دمجها مع الشبكة الإندوبلازمية.

يسمى هذا EPS الخام. إن فائدة هذا "التعاون" واضحة: مباشرة بعد التخليق، يدخل البروتين إلى قناة النقل ويمكن إرساله إلى وجهته دون تأخير.

ولكن إذا أخذنا في الاعتبار البداية، وهي قراءة المعلومات من الحمض النووي، فيمكننا القول أن التخليق الحيوي للبروتين في الخلية الحية يبدأ في النواة. وهناك يتم تصنيع الشفرة الوراثية.

المواد الضرورية هي الأحماض الأمينية، ومكان تصنيعها هو الريبوسوم

يبدو أنه من الصعب شرح كيفية حدوث عملية التخليق الحيوي للبروتين، بإيجاز ووضوح، فإن مخطط العملية والرسومات العديدة ضرورية ببساطة. سوف يساعدون في نقل جميع المعلومات، كما سيتمكن الطلاب من تذكرها بشكل أسهل.

بادئ ذي بدء، للتوليف الذي تحتاجه " مواد البناء"- أحماض أمينية. وبعضها يتم إنتاجه عن طريق الجسم. ولا يمكن الحصول على البعض الآخر إلا من الطعام، ويطلق عليهم اسم لا غنى عنه.

العدد الإجمالي للأحماض الأمينية هو عشرين، ولكن نظرا للعدد الهائل من الخيارات التي يمكن ترتيبها في سلسلة طويلة، فإن جزيئات البروتين متنوعة للغاية. هذه الأحماض متشابهة في البنية، ولكنها تختلف في الجذور.

إن خصائص هذه الأجزاء من كل حمض أميني هي التي تحدد البنية التي "ستنطوي" السلسلة الناتجة، وما إذا كانت ستشكل بنية رباعية مع سلاسل أخرى، وما هي خصائص الجزيء الكبير الناتج.

لا يمكن أن تتم عملية التخليق الحيوي للبروتين ببساطة في السيتوبلازم، فهي تحتاج إلى الريبوسوم. يتكون من وحدتين فرعيتين - كبيرة وصغيرة. في حالة الراحة، يتم فصلهما، ولكن بمجرد أن يبدأ التوليف، فإنهما يتصلان على الفور ويبدأان في العمل.

مثل هذه الأحماض الريبية النووية المختلفة والمهمة

من أجل جلب حمض أميني إلى الريبوسوم، تحتاج إلى RNA خاص يسمى النقل. يتم اختصاره كـ tRNA. إن جزيء ورق البرسيم المفرد الذي تقطعت به السبل قادر على ربط حمض أميني واحد بنهايته الحرة ونقله إلى موقع تخليق البروتين.

هناك RNA آخر يشارك في تخليق البروتين يسمى المصفوفة (المعلومات). إنه يحمل عنصرًا لا يقل أهمية في عملية التوليف - وهو رمز يوضح بوضوح متى سيتم ربط الحمض الأميني بسلسلة البروتين الناتجة.

يحتوي هذا الجزيء على بنية مفردة، تتكون من النيوكليوتيدات، وكذلك الحمض النووي. هناك بعض الاختلافات في البنية الأولية لهذه الأحماض النووية، والتي يمكنك أن تقرأ عنها في المقالة المقارنة عن الحمض النووي الريبي (RNA) والحمض النووي (DNA).

يتم تلقي المعلومات حول تكوين البروتين mRNA من الوصي الرئيسي للشفرة الوراثية - DNA. تسمى عملية قراءة وتوليف mRNA بالنسخ.

ويحدث ذلك في النواة، حيث يتم إرسال mRNA الناتج إلى الريبوسوم. الحمض النووي نفسه لا يترك النواة، ومهمته هي فقط الحفاظ على الكود الوراثي ونقله إلى الخلية الابنة أثناء الانقسام.

جدول ملخص للمشاركين الرئيسيين في البث

من أجل وصف عملية التخليق الحيوي للبروتين بشكل موجز وواضح، من الضروري ببساطة وجود جدول. وسنكتب فيه جميع المكونات ودورها في هذه العملية التي تسمى الترجمة.

تنقسم عملية إنشاء سلسلة البروتين إلى ثلاث مراحل. دعونا ننظر إلى كل واحد منهم بمزيد من التفصيل. بعد ذلك، يمكنك بسهولة شرح عملية التخليق الحيوي للبروتين لكل من يريد ذلك بطريقة قصيرة ومفهومة.

البدء - بداية العملية

هذا المرحلة الأوليةالترجمة، حيث تنضم الوحدة الفرعية الصغيرة من الريبوسوم إلى الحمض الريبي النووي النقال الأول. هذا حمض النووي الريبييحمل الحمض الأميني الميثيونين. تبدأ الترجمة دائمًا بهذا الحمض الأميني، نظرًا لأن كود البداية هو AUG، الذي يشفر هذا المونومر الأول في سلسلة البروتين.

لكي يتعرف الريبوسوم على كودون البداية ولا يبدأ التوليف من منتصف الجين، حيث يمكن أن يظهر تسلسل AUG أيضًا، يوجد تسلسل نيوكليوتيد خاص حول كودون البداية. ومنهم يتعرف الريبوسوم على المكان الذي يجب أن تجلس فيه وحدته الفرعية الصغيرة.

بعد تكوين المعقد مع mRNA، تنتهي خطوة البدء. وتبدأ المرحلة الرئيسية للترجمة.

استطالة - وسط التوليف

في هذه المرحلة، يحدث تراكم تدريجي لسلسلة البروتين. تعتمد مدة الاستطالة على عدد الأحماض الأمينية الموجودة في البروتين.

أولاً، ترتبط الوحدة الفرعية الكبيرة من الريبوسوم بالوحدة الفرعية الصغيرة. والـ t-RNA الأولي موجود فيه بالكامل. في الخارج، يبقى الميثيونين فقط. بعد ذلك، يدخل t-RNA ثانٍ يحمل حمضًا أمينيًا آخر إلى الوحدة الفرعية الكبيرة.

إذا كان الكودون الثاني على mRNA يطابق الكودون المضاد الموجود في أعلى ورقة البرسيم، فإن الحمض الأميني الثاني يرتبط بالأول عبر رابطة الببتيد.

بعد ذلك، يتحرك الريبوسوم على طول m-RNA لثلاث نيوكليوتيدات بالضبط (كودون واحد)، ويفصل أول t-RNA الميثيونين عن نفسه وينفصل عن المجمع. ويحل محله t-RNA ثانٍ، وفي نهايته يوجد بالفعل حمضان أمينيان.

ثم يدخل tRNA ثالث إلى الوحدة الفرعية الكبيرة وتتكرر العملية. وسوف يستمر حتى يضرب الريبوسوم كودونًا في mRNA يشير إلى نهاية الترجمة.

نهاية

هذه المرحلة هي الأخيرة، وقد تبدو قاسية جدًا للبعض. جميع الجزيئات والعضيات التي عملت بشكل متناغم لتكوين سلسلة عديد الببتيد تتوقف بمجرد وصول الريبوسوم إلى الكودون الطرفي.

إنه لا يرمز لأي حمض أميني، لذا فإن أي شيء يدخله الحمض الريبي النووي النقال إلى الوحدة الفرعية الكبيرة سيتم رفضه بسبب عدم التطابق. وهنا يأتي دور عوامل الإنهاء، التي تفصل البروتين النهائي عن الريبوسوم.

يمكن للعضية نفسها إما أن تنقسم إلى وحدتين فرعيتين أو تستمر في الوصول إلى mRNA بحثًا عن كودون بداية جديد. يمكن أن يحتوي mRNA الواحد على عدة ريبوسومات في وقت واحد. كل واحد منهم في مرحلة الترجمة الخاصة به، ويتم تزويد البروتين المُنشأ حديثًا بعلامات، والتي من خلالها ستكون وجهته واضحة للجميع. وعن طريق EPS سيتم إرساله إلى حيث تكون هناك حاجة إليه.

لفهم دور التخليق الحيوي للبروتين، من الضروري دراسة الوظائف التي يمكنه القيام بها. يعتمد ذلك على تسلسل الأحماض الأمينية في السلسلة. إن خصائصها هي التي تحدد المستوى الثانوي والثالث وأحيانًا الرباعي (إن وجد) ودورها في الخلية. يمكنك قراءة المزيد عن وظائف جزيئات البروتين في مقال حول هذا الموضوع.

كيفية معرفة المزيد عن البث

توضح هذه المقالة عملية التخليق الحيوي للبروتين في الخلية الحية. وبطبيعة الحال، إذا قمت بدراسة الموضوع بشكل أعمق، فسوف يستغرق الأمر العديد من الصفحات لشرح العملية بكل تفاصيلها. لكن المواد المذكورة أعلاه يجب أن تكون كافية لتكوين فكرة عامة، فمواد الفيديو التي قام فيها العلماء بمحاكاة جميع مراحل الترجمة يمكن أن تكون مفيدة جدًا للفهم. تمت ترجمة بعضها إلى اللغة الروسية ويمكن أن تكون بمثابة دليل ممتاز للطلاب أو مجرد فيديو تعليمي.

من أجل فهم الموضوع بشكل أفضل، عليك قراءة مقالات أخرى حول مواضيع ذات صلة. على سبيل المثال، حول أو حول وظائف البروتينات.

تعتبر عملية التخليق الحيوي للبروتين مهمة للغاية بالنسبة للخلية. وبما أن البروتينات هي مواد معقدة تلعب دورا رئيسيا في الأنسجة، فلا غنى عنها. لهذا السبب، يتم تحقيق سلسلة كاملة من عمليات التخليق الحيوي للبروتين في الخلية، والتي تحدث في العديد من العضيات. وهذا يضمن تكاثر الخلايا وإمكانية وجودها.

جوهر عملية التخليق الحيوي للبروتين

المكان الوحيد لتخليق البروتين هو مكان وعر، حيث يوجد الجزء الأكبر من الريبوسومات المسؤولة عن تكوين سلسلة البولي ببتيد. ومع ذلك، قبل أن تبدأ مرحلة الترجمة (عملية تخليق البروتين)، يلزم تنشيط الجين، الذي يخزن المعلومات حول بنية البروتين. بعد ذلك، يلزم نسخ هذا القسم من الحمض النووي (أو الحمض النووي الريبي، إذا تم أخذ التخليق الحيوي البكتيري في الاعتبار).

بعد نسخ الحمض النووي، تكون عملية إنشاء الحمض النووي الريبي المرسال مطلوبة. وبناءً عليه، سيتم تصنيع سلسلة البروتين. علاوة على ذلك، فإن جميع الخطوات التي تحدث بمشاركة الأحماض النووية يجب أن تحدث في هذا المكان. ومع ذلك، ليس هذا هو المكان الذي يحدث فيه تخليق البروتين. حيث يتم التحضير للتخليق الحيوي.

التخليق الحيوي لبروتين الريبوسوم

المكان الرئيسي الذي يحدث فيه تخليق البروتين هو عضية الخلية، التي تتكون من وحدتين فرعيتين. هناك عدد كبير من هذه الهياكل في الخلية، وتقع بشكل رئيسي على أغشية الشبكة الإندوبلازمية الخشنة. يحدث التخليق الحيوي نفسه على النحو التالي: يخرج الحمض النووي الريبي المرسال المتكون في نواة الخلية من خلال المسام النووية إلى السيتوبلازم ويلتقي بالريبوسوم. ثم يتم دفع mRNA إلى الفجوة بين وحدات الريبوسوم الفرعية، وبعد ذلك يتم تثبيت الحمض الأميني الأول.

يتم توفير الأحماض الأمينية إلى الموقع الذي يحدث فيه تخليق البروتين بمساعدة جزيء واحد يمكن أن يجلب حمضًا أمينيًا واحدًا في المرة الواحدة. وتنضم بدورها، اعتمادًا على تسلسل الكودون الخاص بالـ messenger RNA. أيضا، قد يتوقف التوليف لفترة من الوقت.

عند التحرك على طول mRNA، يمكن للريبوسوم الدخول إلى مناطق (إنترونات) لا ترمز للأحماض الأمينية. في هذه الأماكن، يتحرك الريبوسوم ببساطة على طول mRNA، ولكن لا تتم إضافة أي أحماض أمينية إلى السلسلة. بمجرد وصول الريبوسوم إلى الإكسون، أي الموقع الذي يرمز للحمض، فإنه يعيد الارتباط بالبولي ببتيد.

تعديل ما بعد التخليق للبروتينات

بعد أن يصل الريبوسوم إلى كود التوقف للرنا المرسال، تكتمل عملية التركيب المباشر. ومع ذلك، فإن الجزيء الناتج له بنية أولية ولا يمكنه بعد أداء الوظائف المخصصة له. لكي يعمل الجزيء بشكل كامل، يجب أن يتم تنظيمه في بنية معينة: ثانوية، أو ثالثية، أو حتى أكثر تعقيدًا - رباعية.

التنظيم الهيكلي للبروتين

الهيكل الثانوي هو المرحلة الأولى من التنظيم الهيكلي. ولتحقيق ذلك، يجب أن تلتف سلسلة البولي ببتيد الأولية (تشكل حلزونات ألفا) أو تطوى (إنشاء طبقات بيتا). بعد ذلك، من أجل شغل مساحة أقل على طوله، يتم تقلص الجزيء بشكل أكبر ولفه في شكل كرة بسبب الروابط الهيدروجينية والتساهمية والأيونية، بالإضافة إلى التفاعلات بين الذرات. وهكذا نحصل على كروية

هيكل البروتين الرباعي

الهيكل الرباعي هو الأكثر تعقيدًا على الإطلاق. يتكون من عدة أقسام ذات بنية كروية متصلة بواسطة خيوط ليفية من البولي ببتيد. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يحتوي الهيكل الثالث والرباعي على بقايا الكربوهيدرات أو الدهون، مما يوسع نطاق وظائف البروتين. على وجه الخصوص، البروتينات السكرية والبروتين والكربوهيدرات هي جلوبيولين مناعي وتؤدي وظيفة وقائية. كما توجد البروتينات السكرية على أغشية الخلايا وتعمل كمستقبلات. ومع ذلك، لا يتم تعديل الجزيء في مكان حدوث تخليق البروتين، ولكن في الشبكة الإندوبلازمية الملساء. هنا توجد إمكانية ربط الدهون والمعادن والكربوهيدرات بمجالات البروتين.

أولا، تحديد تسلسل الخطوات في التخليق الحيوي للبروتين، بدءا من النسخ. يمكن دمج التسلسل الكامل للعمليات التي تحدث أثناء تركيب جزيئات البروتين في مرحلتين:

1. النسخ.

2. إذاعة.

الوحدات الهيكلية للمعلومات الوراثية هي الجينات - أقسام من جزيء الحمض النووي الذي يشفر تخليق بروتين معين. فيما يتعلق بالتنظيم الكيميائي، فإن مادة الوراثة والتنوع بين الكائنات المؤيدة وحقيقيات النوى لا تختلف جوهريًا. يتم تقديم المادة الوراثية فيها في جزيء الحمض النووي، كما أن مبدأ تسجيل المعلومات الوراثية والرمز الجيني شائع أيضًا. يتم تشفير نفس الأحماض الأمينية الموجودة في الكائنات المؤيدة وحقيقيات النوى بواسطة نفس الكودونات.

يتميز جينوم الخلايا بدائية النواة الحديثة بحجم صغير نسبيًا، والحمض النووي للإشريكية القولونية له شكل حلقة يبلغ طولها حوالي 1 مم. ويحتوي على 4 × 10 6 أزواج قاعدية، مكونة حوالي 4000 جين. في عام 1961، اكتشف F. Jacob وJ. Monod التنظيم السيستروني، أو التنظيم المستمر للجينات بدائية النواة، والتي تتكون بالكامل من تسلسلات النيوكليوتيدات المشفرة، ويتم تحقيقها بالكامل أثناء تخليق البروتين. تقع المادة الوراثية لجزيء الحمض النووي بدائيات النوى مباشرة في سيتوبلازم الخلية، حيث يوجد أيضًا الحمض الريبي النووي النقال والإنزيمات الضرورية للتعبير الجيني، والتعبير هو النشاط الوظيفي للجينات، أو التعبير الجيني. لذلك، فإن mRNA المُصنَّع مع DNA قادر على العمل فورًا كقالب في عملية ترجمة تخليق البروتين.

يحتوي الجينوم حقيقي النواة على مواد وراثية أكثر بكثير. في البشر، يبلغ الطول الإجمالي للحمض النووي في مجموعة الكروموسومات الثنائية حوالي 174 سم، وتحتوي على 3 × 10 9 أزواج أساسية وتتضمن ما يصل إلى 100000 جين. في عام 1977، تم اكتشاف انقطاع في بنية معظم الجينات حقيقية النواة، والذي كان يسمى الجين "الفسيفساء". لديها تسلسل النوكليوتيدات الترميز خارجيو إنترونالمؤامرات. يتم استخدام معلومات إكسون فقط لتخليق البروتين. يختلف عدد الإنترونات باختلاف الجينات. لقد ثبت أن جين ألبومين الدجاج البيضوي يتضمن 7 إنترونات، وجين البروكولاجين الثديي - 50. ولم يتم توضيح وظائف الحمض النووي الصامت - الإنترونات بشكل كامل. ومن المفترض أنها توفر: 1) التنظيم الهيكلي للكروماتين؛ 2) من الواضح أن بعضهم يشارك في تنظيم التعبير الجيني؛ 3) يمكن اعتبار الإنترونات بمثابة مخزن للمعلومات من أجل التباين؛ 4) يمكن أن يلعبوا دورًا وقائيًا، حيث يقومون بعمل المطفرات.

النسخ

تسمى عملية إعادة كتابة المعلومات في نواة الخلية من جزء من جزيء DNA إلى جزيء mRNA (mRNA) النسخ(lat. Transcriptio - إعادة الكتابة). يتم تصنيع المنتج الأساسي للجين، mRNA. هذه هي الخطوة الأولى في تخليق البروتين. في القسم المقابل من الحمض النووي، يتعرف إنزيم بوليميراز الحمض النووي الريبوزي (RNA) على علامة بداية النسخ - معاينةتعتبر نقطة البداية هي أول نيوكليوتيدات الحمض النووي، والتي يتم تضمينها بواسطة الإنزيم في نسخة الحمض النووي الريبي (RNA). كقاعدة عامة، تبدأ مناطق الترميز بالرمز AUG، وأحيانًا يتم استخدام GUG في البكتيريا. عندما يرتبط بوليميراز الحمض النووي الريبي (RNA) بالمحفز، يتم فك الحلزون المزدوج للحمض النووي (DNA) محليًا ويتم نسخ أحد الخيوط وفقًا لمبدأ التكامل. يتم تصنيع mRNA، وتصل سرعة تجميعه إلى 50 نيوكليوتيدات في الثانية. عندما يتحرك بوليميراز RNA، تنمو سلسلة mRNA، وعندما يصل الإنزيم إلى نهاية موقع النسخ - فاصل، يتحرك mRNA بعيدًا عن القالب. يتم إصلاح الحلزون المزدوج للحمض النووي الموجود خلف الإنزيم.

يتم نسخ بدائيات النوى في السيتوبلازم. نظرًا لحقيقة أن الحمض النووي يتكون بالكامل من تسلسلات النيوكليوتيدات المشفرة، فإن الرنا المرسال المركب يعمل على الفور كقالب للترجمة (انظر أعلاه).

يحدث نسخ mRNA في حقيقيات النوى في النواة. يبدأ بتخليق جزيئات كبيرة - سلائف (pro-mRNA)، تسمى RNA غير الناضج أو النووي. المنتج الرئيسي للجين - pro-mRNA هو نسخة طبق الأصل من منطقة الحمض النووي المكتوبة، بما في ذلك الإكسونات والإنترونات. تسمى عملية تكوين جزيئات الحمض النووي الريبي الناضجة من السلائف يعالج. يحدث نضوج mRNA عن طريق الربطهي قصاصات من الانزيمات تقييدالإنترونات وربط المواقع بتسلسلات إكسون مكتوبة بواسطة إنزيمات الليغاز. (الشكل) يكون الرنا المرسال الناضج أقصر بكثير من جزيئات سلائف الرنا المرسال، ويتراوح حجم الإنترونات فيها من 100 إلى 1000 نيوكليوتيدات أو أكثر. تمثل الإنترونات حوالي 80% من جميع الرنا المرسال غير الناضج.

لقد ثبت الآن أن هذا ممكن الربط البديل،حيث يمكن حذف تسلسلات النيوكليوتيدات من نسخة أولية واحدة في مناطقها المختلفة وسيتم تشكيل العديد من mRNAs الناضجة. هذا النوع من الربط نموذجي في نظام جينات الجلوبيولين المناعي في الثدييات، مما يجعل من الممكن تكوين mRNA بناءً على نسخة واحدة. أنواع مختلفةالأجسام المضادة.

عند الانتهاء من المعالجة، يتم اختيار mRNA الناضج قبل مغادرة النواة. لقد ثبت أن 5% فقط من الرنا المرسال الناضج يدخل السيتوبلازم، والباقي مشقوق في النواة.

إذاعة

ترجمة (lat. Translatio - نقل، نقل) - ترجمة المعلومات الموجودة في تسلسل النوكليوتيدات لجزيء mRNA إلى تسلسل الأحماض الأمينية لسلسلة البولي ببتيد (الشكل 10). هذه هي المرحلة الثانية من تخليق البروتين. يؤدي نقل mRNA الناضج عبر مسام الغلاف النووي إلى إنتاج بروتينات خاصة تشكل مركبًا مع جزيء RNA. بالإضافة إلى نقل mRNA، تحمي هذه البروتينات mRNA من التأثيرات الضارة للإنزيمات السيتوبلازمية. في عملية الترجمة، تلعب جزيئات الحمض الريبي النووي النقال (tRNA) دورًا مركزيًا؛ فهي تضمن التطابق الدقيق للحمض الأميني مع رمز ثلاثي توائم mRNA. تحدث عملية الترجمة وفك التشفير في الريبوسومات ويتم تنفيذها في الاتجاه من 5 إلى 3. ويسمى مجمع الرنا المرسال والريبوسومات بالبوليزوم.

يمكن تقسيم الترجمة إلى ثلاث مراحل: البدء، والاستطالة، والإنهاء.

المبادرة.

في هذه المرحلة، يتم تجميع المجمع بأكمله المشارك في تركيب جزيء البروتين. يوجد اتحاد بين وحدتين فرعيتين من الريبوسوم في موقع معين من mRNA، ويرتبط به أول أمينو أسيل - tRNA، وهذا يحدد إطار قراءة المعلومات. يحتوي أي جزيء mRNA على موقع مكمل للـ rRNA للوحدة الفرعية الصغيرة للريبوسوم ويتم التحكم فيه بشكل خاص. بجانبه يوجد كودون البداية AUG، الذي يشفر الحمض الأميني ميثيونين.

استطالة

- يشمل جميع التفاعلات من لحظة تكوين الرابطة الببتيدية الأولى إلى إضافة آخر حمض أميني. يحتوي الريبوسوم على موقعين لربط جزيئين من الحمض الريبي النووي النقال. يقع أول t-RNA مع الحمض الأميني الميثيونين في قسم واحد وهو الببتيديل (P)، ويبدأ منه تركيب أي جزيء بروتين. يدخل جزيء t-RNA الثاني إلى الموقع الثاني للريبوسوم - أمينواسيل (A) ويرتبط بالكودون الخاص به. تتكون الرابطة الببتيدية بين الميثيونين والحمض الأميني الثاني. يتحرك الحمض الريبي النووي النقال الثاني مع كودون mRNA الخاص به إلى مركز الببتيديل. إن حركة t-RNA مع سلسلة البولي ببتيد من مركز الأمينو أسيل إلى مركز الببتيديل تكون مصحوبة بتقدم الريبوسوم على طول mRNA بخطوة تقابل كودونًا واحدًا. يعود الحمض الريبي النووي النقال الذي قام بتسليم الميثيونين إلى السيتوبلازم، ويتم تحرير مركز الأمنوسيل. يتلقى t-RNA جديدًا مع حمض أميني مشفر بواسطة الكودون التالي. يتم تشكيل رابطة الببتيد بين الأحماض الأمينية الثالثة والثانية، وينتقل الحمض الريبي النووي النقال الثالث مع كودون mRNA إلى مركز الببتيديل.تتم عملية الاستطالة، استطالة سلسلة البروتين. ويستمر حتى يدخل أحد الكودونات الثلاثة التي لا ترمز للأحماض الأمينية إلى الريبوسوم. هذا هو كودون فاصل ولا يوجد tRNA مطابق له، لذلك لا يمكن لأي من tRNAs أن يأخذ مكانًا في مركز الأمينو أسيل.

نهاية

- الانتهاء من تخليق البولي ببتيد. ويرتبط بالتعرف بواسطة بروتين ريبوسوم محدد على أحد أكواد الإنهاء (UAA، UAG، UGA) عندما يدخل إلى مركز الأمينو أسيل. يتم ربط عامل إنهاء خاص بالريبوسوم، مما يعزز فصل وحدات الريبوسوم الفرعية وإطلاق جزيء البروتين المركب. يرتبط الماء بالحمض الأميني الأخير من الببتيد ويتم فصل نهايته الكربوكسيلية عن الحمض الريبي النووي النقال.

يتم تجميع سلسلة الببتيد بسرعة عالية. وفي البكتيريا عند درجة حرارة 37 درجة مئوية، يتم التعبير عنها بإضافة 12 إلى 17 حمضًا أمينيًا في الثانية إلى البولي ببتيد. في الخلايا حقيقية النواة، يتم إضافة اثنين من الأحماض الأمينية إلى عديد الببتيد في ثانية واحدة.

تدخل سلسلة البولي ببتيد المُصنَّعة بعد ذلك إلى مجمع جولجي، حيث يكتمل بناء جزيء البروتين (تظهر الهياكل الثانية والثالثة والرابعة على التوالي). يوجد هنا تعقيد جزيئات البروتين مع الدهون والكربوهيدرات.

يتم تقديم العملية الكاملة للتخليق الحيوي للبروتين في شكل مخطط: DNA ® pro mRNA ® mRNA ® polypeptide chain ® Protein ® مجمع البروتين وتحويلها إلى جزيئات نشطة وظيفيًا.

تسير مراحل تنفيذ المعلومات الوراثية أيضًا بطريقة مماثلة: أولاً، يتم نسخها إلى تسلسل النيوكليوتيدات في الرنا المرسال، ثم تُترجم إلى تسلسل الأحماض الأمينية للبولي ببتيد على الريبوسومات بمشاركة الحمض الريبي النووي النقال.

يتم نسخ حقيقيات النوى تحت تأثير ثلاثة بوليميرات RNA النووية. يقع بوليميريز RNA 1 في النواة وهو مسؤول عن نسخ جينات الرنا الريباسي. تم العثور على بوليميريز RNA 2 في النسغ النووي وهو مسؤول عن تخليق سلائف mRNA. بوليميريز الحمض النووي الريبي 3 هو جزء صغير في النسغ النووي الذي يقوم بتجميع الرنا الريباسي الصغير والحمض الريبي النووي النقال. تتعرف بوليميرات الحمض النووي الريبي (RNA) على وجه التحديد على تسلسل النيوكليوتيدات لمروج النسخ. يتم تصنيع الرنا المرسال حقيقي النواة أولاً كمقدمة (pro-mRNA)، ويتم شطب المعلومات من الإكسونات والإنترونات إليه. إن الرنا المرسال المركب أكبر من اللازم للترجمة وأقل استقرارًا.

في عملية نضوج جزيء mRNA، يتم قطع الإنترونات بمساعدة إنزيمات التقييد، ويتم خياطة الإكسونات معًا بمساعدة إنزيمات الليغاز. يسمى نضوج mRNA بالمعالجة، ويسمى ربط الإكسونات بالربط. وهكذا، فإن الرنا المرسال الناضج يحتوي على إكسونات فقط وهو أقصر بكثير من سابقه، الموالي للرنا المرسال. تختلف أحجام الإنترون من 100 إلى 10000 نيوكليوتيدات أو أكثر. تمثل الإنتونات حوالي 80% من جميع الرنا المرسال غير الناضج. في الوقت الحاضر، تم إثبات إمكانية الربط البديل، حيث يمكن حذف تسلسلات النيوكليوتيدات من نسخة أولية واحدة في مناطقها المختلفة وسيتم تشكيل العديد من mRNAs الناضجة. هذا النوع من الربط هو سمة من سمات نظام جينات الجلوبيولين المناعي في الثدييات، مما يجعل من الممكن تكوين أنواع مختلفة من الأجسام المضادة بناءً على نسخة واحدة من mRNA. عند الانتهاء من المعالجة، يتم اختيار mRNA الناضج قبل إطلاقه في السيتوبلازم من النواة. لقد ثبت أن 5% فقط من mRNA الناضج يدخل، والباقي ينقسم في النواة. إن تحويل النسخ الأولية للجينات حقيقية النواة، المرتبطة بتنظيمها إكسون-إنترون، وفيما يتعلق بانتقال الرنا المرسال الناضج من النواة إلى السيتوبلازم، يحدد ملامح تحقيق المعلومات الوراثية لحقيقيات النوى. لذلك، فإن جين الفسيفساء حقيقي النواة ليس جينًا سيسترونوميًا، حيث لا يتم استخدام كل تسلسل الحمض النووي في تخليق البروتين.

السؤال الرئيسي في علم الوراثة هو مسألة تخليق البروتين. تلخيص البيانات حول بنية وتوليف DNA وRNA، كريك في عام 1960. اقترح نظرية مصفوفة لتخليق البروتين تعتمد على 3 أحكام:

1. تكامل القواعد النيتروجينية للحمض النووي الريبي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA).

2. التسلسل الخطي لموقع الجينات في جزيء الحمض النووي.

3. لا يمكن أن يتم نقل المعلومات الوراثية إلا من حمض نووي إلى حمض نووي أو إلى بروتين.

من البروتين إلى البروتين، فإن نقل المعلومات الوراثية أمر مستحيل.وبالتالي، فإن الأحماض النووية فقط هي التي يمكن أن تكون قالبًا لتخليق البروتين.

يتطلب تركيب البروتين:

1. الحمض النووي (الجينات) الذي يتم تصنيع الجزيئات عليه.

2. الحمض النووي الريبي (RNA) - (i-RNA) أو (m-RNA)، r-RNA، t-RNA

في عملية تخليق البروتين، يتم التمييز بين المراحل: النسخ والترجمة.

النسخ- إحصاء (إعادة كتابة) المعلومات حول التركيب النووي من DNA إلى RNA (t-RNA، و RNA، r-RNA).

تبدأ قراءة المعلومات الوراثية بقسم معين من الحمض النووي يسمى المحفز. يقع المروج قبل الجين ويتضمن حوالي 80 نيوكليوتيدات.

على السلسلة الخارجية لجزيء الحمض النووي، يتم تصنيع i-RNA (الوسيط)، والذي يعمل بمثابة مصفوفة لتخليق البروتين وبالتالي يسمى المصفوفة. إنها نسخة طبق الأصل من تسلسل النيوكليوتيدات في سلسلة الحمض النووي.

هناك مناطق في الحمض النووي لا تحتوي على معلومات وراثية (الإنترونات). تسمى أقسام الحمض النووي التي تحتوي على معلومات بالإكسونات.

هناك إنزيمات خاصة في النواة تقطع الإنترونات، ويتم "ربط" شظايا الإكسون معًا بترتيب صارم في خيط مشترك، وتسمى هذه العملية "الربط". أثناء الربط، يتم تشكيل mRNA الناضج، والذي يحتوي على المعلومات اللازمة لتخليق البروتين. يمر mRNA الناضج (Matrix RNA) عبر مسام الغشاء النووي ويدخل إلى قنوات الشبكة الإندوبلازمية (السيتوبلازم) وهنا يتحد مع الريبوسومات.

إذاعة- تتم ترجمة تسلسل النيوكليوتيدات في i-RNA إلى تسلسل منظم بدقة من الأحماض الأمينية في جزيء البروتين المركب.

تتضمن عملية الترجمة مرحلتين: تنشيط الأحماض الأمينية والتوليف المباشر لجزيء البروتين.

يرتبط جزيء mRNA واحد بـ 5-6 ريبوسومات لتكوين polysomes. يحدث تخليق البروتين على جزيء mRNA، حيث تتحرك الريبوسومات على طوله. خلال هذه الفترة يتم تنشيط الأحماض الأمينية الموجودة في السيتوبلازم بواسطة إنزيمات خاصة تفرزها إنزيمات تفرزها الميتوكوندريا، ولكل منها إنزيم خاص بها.

على الفور تقريبًا، ترتبط الأحماض الأمينية بنوع آخر من الحمض النووي الريبوزي (RNA) - وهو حمض نووي ريبي ذو وزن جزيئي منخفض قابل للذوبان يعمل كحامل للأحماض الأمينية لجزيء mRNA ويسمى النقل (t-RNA). يحمل tRNA الأحماض الأمينية إلى الريبوسومات إلى مكان معين، حيث يوجد جزيء mRNA بحلول هذا الوقت. ثم ترتبط الأحماض الأمينية ببعضها البعض بواسطة روابط الببتيد ويتكون جزيء البروتين. وبحلول نهاية عملية تصنيع البروتين، يتخلص الجزيء تدريجيًا من الرنا المرسال.

في جزيء mRNA واحد، يتم تشكيل 10-20 جزيء بروتين، وفي بعض الحالات أكثر من ذلك بكثير.

السؤال الأكثر غموضًا في تخليق البروتين هو كيف يجد الحمض الريبي النووي النقال موقع mRNA المناسب الذي يجب أن يرتبط به الحمض الأميني الذي يجلبه.

إن تسلسل ترتيب القواعد النيتروجينية في الحمض النووي، والذي يحدد ترتيب الأحماض الأمينية في البروتين المركب، هو الشفرة الوراثية.

حيث يتم "تسجيل" نفس المعلومات الوراثية في احماض نوويةأربعة أحرف (القواعد النيتروجينية)، وفي البروتينات - عشرين (الأحماض الأمينية). تتلخص مشكلة الشفرة الوراثية في إنشاء مراسلات بينهما. لعب علماء الوراثة والفيزيائيون والكيميائيون دورًا مهمًا في فك رموز الشفرة الوراثية.

لفك الشفرة الوراثية، أولا وقبل كل شيء، كان من الضروري معرفة ما هو الحد الأدنى لعدد النيوكليوتيدات التي يمكن أن تحدد (ترميز) تكوين حمض أميني واحد. إذا تم تشفير كل من الأحماض الأمينية العشرين بواسطة قاعدة واحدة، فيجب أن يحتوي الحمض النووي على 20 قاعدة مختلفة، ولكن في الواقع لا يوجد سوى 4 قواعد. ومن الواضح أن الجمع بين اثنين من النيوكليوتيدات ليس كافيًا أيضًا لتشفير 20 حمضًا أمينيًا. يمكنه فقط تشفير 16 حمضًا أمينيًا 4 2 = 16.

ثم تم اقتراح أن يتضمن الكود 3 نيوكليوتيدات 4 3 = 64 مجموعة، وبالتالي فهو قادر على تشفير أكثر من ما يكفي من الأحماض الأمينية لتكوين أي بروتينات. يسمى هذا المزيج من ثلاثة نيوكليوتيدات بالرمز الثلاثي.

يحتوي الكود على الخصائص التالية:

1. الشفرة الوراثية ثلاثية(يتم تشفير كل حمض أميني بثلاثة نيوكليوتيدات).

2. الانحطاط- يمكن تشفير حمض أميني واحد بواسطة عدة توائم، باستثناء التربتوفان والميثيونين.

3. في كودونات حمض أميني واحد، تكون أول نيوكليوتيدتين متماثلتين، ويتغير الثالث.

4. عدم التداخل– الثلاثية لا تتداخل مع بعضها البعض. لا يمكن لثلاثية أن تكون جزءًا من أخرى، فكل منها يقوم بشكل مستقل بتشفير الحمض الأميني الخاص به. لذلك، يمكن لأي حمضين أمينيين أن يكونا قريبين في سلسلة البولي ببتيد وأي مزيج منهما ممكن، أي. في التسلسل الأساسي ABCDEFGHI، رمز القواعد الثلاثة الأولى لحمض أميني واحد (ABC-1)، (DEF-2)، إلخ.

5. عالمي،أولئك. في جميع الكائنات الحية، الكودونات لبعض الأحماض الأمينية هي نفسها (من البابونج إلى البشر). تشهد عالمية الكود على وحدة الحياة على الأرض.

6. الركوع- تزامن ترتيب الكودونات في mRNA مع ترتيب الأحماض الأمينية في سلسلة البولي ببتيد المركبة.

الكودون عبارة عن ثلاثية من النيوكليوتيدات التي ترمز لحمض أميني واحد.

7. لا طائل من ورائهلا يرمز لأي حمض أميني. ينقطع تخليق البروتين في هذا الموقع.

في السنوات الاخيرةاتضح أن عالمية الكود الوراثي تنتهك في الميتوكوندريا، وقد غيرت أربعة أكواد في الميتوكوندريا معناها، على سبيل المثال، كودون UGA - إجابات على التربتوفان بدلاً من "STOP" - وقف تخليق البروتين. AUA - يتوافق مع الميثيونين - بدلاً من "إيزوليوسين".

إن اكتشاف كودونات جديدة في الميتوكوندريا قد يكون بمثابة دليل على أن الكود قد تطور وأنه لم يصبح كذلك على الفور.

دع المعلومات الوراثية من الجين إلى جزيء البروتين يمكن التعبير عنها بشكل تخطيطي.

الحمض النووي - الحمض النووي الريبي - البروتين

دراسة التركيب الكيميائيأظهرت الخلايا أن الأنسجة المختلفة لنفس الكائن الحي تحتوي على مجموعة مختلفة من جزيئات البروتين، على الرغم من أنها تحتوي على نفس عدد الكروموسومات ونفس المعلومات الوراثية الوراثية.

نلاحظ الظروف التالية: على الرغم من وجود جميع جينات الكائن الحي بأكمله في كل خلية، فإن عدد قليل جدا من الجينات يعمل في خلية واحدة - من أعشار إلى عدة بالمائة من العدد الإجمالي. بقية المناطق "صامتة"، يتم حظرها بواسطة بروتينات خاصة. وهذا أمر مفهوم، لماذا، على سبيل المثال، تعمل جينات الهيموجلوبين في الخلية العصبية؟ وكما تملي الخلية أي الجينات يجب أن تكون صامتة وأيها تعمل، ينبغي الافتراض أن الخلية لديها نوع من الآلية المثالية التي تنظم نشاط الجينات، والتي تحدد أي الجينات يجب أن تكون نشطة في لحظة معينة وأيها يجب أن تكون نشطة. في حالة غير نشطة (قمعية). مثل هذه الآلية، وفقا للعالمين الفرنسيين F. Jacobo و J. Monod، كانت تسمى الحث والقمع.

تعريفي- تحفيز تخليق البروتين.

قمع- تثبيط تخليق البروتين.

ويضمن الحث عمل تلك الجينات التي تقوم بتخليق البروتين أو الإنزيم، وهو أمر ضروري في هذه المرحلة من حياة الخلية.

في الحيوانات، تلعب هرمونات غشاء الخلية دورًا مهمًا في عملية تنظيم الجينات؛ في النباتات والظروف البيئية وغيرها من المحاثات المتخصصة للغاية.

مثال: عند إضافة هرمون الغدة الدرقية إلى الوسط، يحدث تحول سريع للشراغيف إلى ضفادع.

سكر الحليب (اللاكتوز) ضروري للعمل الطبيعي لبكتيريا E (Coli). إذا كانت البيئة التي تتواجد فيها البكتيريا لا تحتوي على اللاكتوز، فإن هذه الجينات تكون في حالة قمعية (أي أنها لا تؤدي وظيفتها). اللاكتوز الذي يتم إدخاله في الوسط هو محث، بما في ذلك الجينات المسؤولة عن تخليق الإنزيمات. بعد إزالة اللاكتوز من الوسط، يتوقف تركيب هذه الإنزيمات. وهكذا يمكن أن تلعب دور المثبط المادة التي يتم تصنيعها في الخلية، وإذا تجاوز محتواها القاعدة أو تم استهلاكها.

تشارك أنواع مختلفة من الجينات في تخليق البروتين أو الإنزيم.

جميع الجينات موجودة في جزيء DNA.

وظائفهم ليست هي نفسها:

- الهيكلي -توجد الجينات التي تؤثر على تخليق الإنزيم أو البروتين في جزيء الحمض النووي بالتتابع الواحد تلو الآخر حسب ترتيب تأثيرها على مسار تفاعل التخليق، أو يمكنك أيضًا قول الجينات الهيكلية - وهي جينات تحمل معلومات حول تسلسل الأحماض الأمينية.

- متقبل- الجينات لا تحمل معلومات وراثية عن بنية البروتين، بل تنظم عمل الجينات الهيكلية.

قبل أن تكون مجموعة الجينات الهيكلية جينًا مشتركًا لهم - المشغل أو العامل،وأمامه المروجين. بشكل عام، تسمى هذه المجموعة الوظيفية الريش.

يتم تضمين المجموعة الكاملة من جينات عامل واحد في عملية التوليف ويتم فصلها عنها في وقت واحد. إن تشغيل وإيقاف الجينات الهيكلية هو جوهر عملية التنظيم بأكملها.

يتم تنفيذ وظيفة التشغيل والإيقاف بواسطة قسم خاص من جزيء الحمض النووي - عامل الجينات.عامل الجينات هو نقطة البداية لتخليق البروتين أو، كما يقولون، "قراءة" المعلومات الوراثية. وفي نفس الجزيء، على مسافة ما، يوجد جين - منظم، يتم من خلاله إنتاج بروتين يسمى المثبط.

من كل ما سبق، يمكن أن نرى أن تخليق البروتين أمر صعب للغاية. يمكن للنظام الوراثي للخلية، باستخدام آليات القمع والتحريض، تلقي إشارات حول الحاجة إلى بدء وإنهاء تخليق إنزيم معين وتنفيذ هذه العملية بمعدل معين.

إن مشكلة تنظيم عمل الجينات في الكائنات الحية العليا لها أهمية عملية كبيرة في تربية الحيوانات والطب. إن تحديد العوامل التي تنظم تخليق البروتين من شأنه أن يفتح إمكانيات واسعة للتحكم في الجينات، وإنشاء حيوانات عالية الإنتاجية، وكذلك حيوانات مقاومة للأمراض الوراثية.

أسئلة التحكم:

1. قم بتسمية خصائص الجينات.

2. ما هو الجين؟

3. ما هي الأهمية البيولوجية للDNA، RNA.

4. تسمية مراحل تخليق البروتين

5. اذكر خصائص الشفرة الوراثية.