Reja: Oqsil biosintezining bcshqarilishi

Mavzu: Oqsillar sintezining boshqarish jarayoni

Reja:
1. Oqsil biosintezining bcshqarilishi

2. mRNKning xussusiyatlari

Oqsil biosintezining bcshqarilishi. Oqsil sintezi ingibitorlari Oqsil sintezining boshqarilish masalasi hozirgi zamon biokimyosi va molekulyar biologiyasining muhim muammolaridan biridir. Tirik hujayralarda har xil oqsil va fermentlar miqdori optimal nisbatda mavjuddir. Bu oqsil biosintezining bcshqarilishi natijasida amalga oshiriladi. Tirik organizmlar hujayralari ko‘p miqdorda turli xil oqsillarni sintezlash qobiliyatiga ega. Lekin ular barcha oqsillami sintezlamaydi. Oqsillar miqdori vaulami turliligi ulami metabolizmda ishtirok etish darajasi bilan bog'liq.

Oqsil sintezining boshqarilish gipotezasi bakteriya hujayralarida fermentlaming induksiya va repressiyasini o'rganishga asoslangan. Bakteriyalar o ‘sayotgan muhitga substrat qo‘shilsa, shu substratga ta’sir etuvchi fermentlaming induktiv hosil bo‘lishi isbotlangan. Ma’lum fermentativ reaksiyaning oxirgi mahsulotlari muhitga qo'shilsa, ferment miqdori kam ayadi. Reaksiya m ahsulotlari ta ’sirida fermentlar miqdorining kamayishi repressiya deyiladi. Jakob va M ono tom onidan ferm entlam ing induksiya va repressiyasining 50-yillar oxirida genetik mexanizmlari o'rganilgan. Oqsil sintezini boshqarishda uch xil genlar: Struktur, boshqaruvchi va operator genlar ishtirok etadi. Struktur genlar hosil bo‘ladigan oqsillaming birlamchi strukturasini belgilaydi. DNK molekulasiga komplementär ravishda hosil bo‘lgan mRNK ribosomaga yetib oqsil sintezi uchun matritsa vazifasini bajaradi. Induksiya yo‘li bilan oqsil sintezining boshqarilishini quyidagi sxema bilan ko'rsatish mumkin:
Boshqaruvchi gen muhim oqsil-repressoming sintezini ta’minlaydi. Operatorlik qiluvchi gen operonning struktura genlari ishini boshqaradi. Agar bu gen erkin bo‘Isa, Struktur genlari ishlaydi yoki repressor bilan bogiangan boisa, Struktur genlaming ishi to‘xtaydi. Oqsil sintezini boshqarishda promotor geni rol o‘ynaydi. Bu gen murakkab tuzilgan bo‘Iib, ikki qismdan iborat. Bir qismi o‘zining B kichik birliklari yordamida bu genni boMakka parchalovchi RNKpolimerazaning birikishi uchun xizmat qiladi. Bu genda o‘mashib qolgan RNK-polimeraza operon Struktur genlarining transkfipsiyasini boshlashi mumkin. Promotorning ikkinchi qismi maxsus oqsil - resipiyentga sAMFning birikishidan hosil boiadigan kompleksning birikish joyi bo‘lib xizmat qiladi. Keying! vaqtda maxsus oqsil yordamida operon transkripsiyasi uchun kerak bo‘ladigan sAMFning DNK molekulasiga birikishi aniqlandi.

Sxemaga ko‘ra DNKning Struktur genlarida hosil bo‘ladigan mRNK operator deb yuritiluvchi DNKning ma’lum uchastkasi tomonidan bevosita nazorat qilinadi. Operator Struktur genlaming eng chetida joylashgan b o iib , ularni funksiyasini tartibga soladi. Struktur va boshqaruv genlar DNK molekulasining turli uchastkasida joylashganligiga qaramay ular oraliq modda - repressor yordamida birbiri bilan bog'langan. R epressor boshqaruvchi genda mRNK matritsasida yadroda hosil boiadi. Repressor operatorga yaqin boiib, u bilan birikib, qaytalama kompleks hosil qiladi, Bunday kompleks mRNK sintezini buzadi, natijada oqsil sintezi ham buziladi. Repressorning yana bir xususiyati shundan iboratki, u kichik molekulali birikmalar - induktor va effektorlar bilan ham birikadi. Induktor bilan birikkanda, boshqaruvchi gen bilan birikish xususiyatini yo'qotadi, natijada u boshqaruvchi gen nazoratidan chiqadi va mRNK sintezi boshlanadi. Induktor oqsil-repressor bilan birikish oqibatida, repressor molekulasining uchlamchi strukturasini shunday o‘zgartiradi, natijada u boshqaruvchi gen bilan birikish xususiyatini yo'qotadi. Yuqori tuzilgan organizmlar hujayralarida genning boshqarilishi ancha murakkabdir. Eukariot hujayralarda transkripton stroktarasinittg ko‘pgina qismi boshqaruvchi uchastkadan, kamroq qismi esa Struktur genlarga tegishli. Agarda oxirgi zona oqsilni kodlasa, birinchi zona repressor-oqsillar bilan bog'lanadi va bu mexanizm orqafi Struktur genlar transkripsiyasini boshqaradilar. Shu transkriptorrda DNKga bogiiq RNK - polimeraza yordamida hosil boiuvchi mRNK oqsil sintezi haqida axborot saqlamaydigan polinukleotid zanjir boiagini tutadi.

Shuning uchun mRNKning katta molekulasi (promRNK) yadroda parchalanib noinform ativ qism ini yo'qotadi, ajralgan mRNK sitoplazmaga o‘tadi va nbosomada oqsil sintezida ishtirok etadi. K o 'rib chiqilgan oqsil sintezi boshqarilishi yuqori tuzilgan organizmlardagi oqsil sintezi boshqarilishining murakkab sistemasining birgina qismi bo‘lib hisoblanadi. Organizmda boshqarilishi faqat makromolekula bosqichida bo‘lmay, balki hujayra ichi strukturalari (polisomalar hosil bo'lishi, membrana roli), hujayra bosqichida (yadrositoplazma munosabati), a’zo va organizm bosqichida (neyrogumoral boshqarish) olib boriladi. Oqsil va fermentlar sinteziga asosan steroid gormonlar ta’sir etadi. Ulaming ta’siri genom bosqichida bo‘lib, spetsifik RNK va oqsillar sintezi stimulyatsiya qilinadi. Streroid gormonlar nishon hujayralarga kirib, u yerda o'zlarining retsep to r oqsillari bilan birikadilar, natijada retseptorlar o ‘z konfîguratsiyasini o ‘zgartirib, gormonlar bilan birgalikda yadro membranasi orqali o‘tib, xromatindagi giston bo‘lmagan oqsillar bilan birikma hosil qiladilar. Bunday birikmalar DNKga RNK - polimeraza ta’sir etib, ba’zi RNK, ayniqsa, mRNK, sintez xarakterini o‘zgartirishga olib keladi. Gormonlar ta’siri ostida asosan RNK sintezi faollanadi, ammo ba’zi vaqtlarda ingibirlanishi mumkin (misol: gidrokortizonning timusdagi ta’siri). Transkripsiya jarayonining boshqarilishi xromatindagi giston va giston bo‘lmagan oqsillar yordamida boshqariladi. Gistonlar ATF hisobiga fosforlanish natijasida o ‘zining ingibitorlik xususiyatlarini yo'qotadilar. DNK bilan bog‘langan giston bo'lmagan oqsillar RNK sintezini gistonlar bilan ingibirlanishiga qarshilik ko'rsatadilar. Shunday qilib, transkripsiyani boshqarilishida gistonlar RNK sintezini ingibirlaydilar, giston bo'lmagan oqsillar esa bunga qarshilik qiladilar. Translyatsiyadan so‘ng boshqarilish initsiatsiya, elongatsiya va terminatsiya bosqichida bo‘lib, ular har xil oqsil faktorlari va mRNKga, translyatsiya protsessiga ta’sir etuvchi ingibitorlar ta’siri ostida boiadi. Hozirgi vaqtda tibbiyot amaliyotida odam organizmiga ta’sir etmay bakteriyalarda nuklein kislota va oqsil biosintezi jarayonini tormozlovchi ko‘pgina antibiotiklar qo‘llaniladi. Antibiotiklar nuklein kislota va oqsil biosintezining muhim reaksiyalariga ta’sir etadilar.
Puromitsin oqsil biosintezining ingibitorlaridan hisoblanadi. Puromitsin aminoatsil - tRNKdagi oxirgi adenil kislota qoldig'i bilan Struktur jihatdan o'xshash boiganligi uchun peptidil t - RNK bilan reaksiyaga kirishib peptidil - puromitsinni hosil qiladi. Natijada peptid zanjirining uzayishi to'xtaydi va ribosomadan erkin peptidil - purom itsinlar ajralib chiqadi. Puromitsin ham prokariot, ham eukariotlarda oqsil sinteziga tormozlovchi ta’sir etadi (33-rasm). 0 ‘simtalarga ta’sir etuvchi aktinomitsin D oqsil biosintezini ingibirlaydi. U har xil tur RNKlar, ayniqsa, mRNK sinteziga torm ozlovchi ta’sir etadi. Aktinomitsin DNKga bog'liq RNKpolimerazalami ingibirlab transkripsiyani to'xtatadi. Tuberkulyozni davolashda ishlatiladigan antibiotik rifamitsin bakteriyadagi DNKga bog‘liq RNK-polmerazani ingibirlaydi. Yaqinda rifamitsinni viruslarga qarshi ta’siri ochildi; u DNK - saqlovchi virus chaqirgan traxoma kasalligini muvaffaqiyatli davolashda qoilanilyapti. Dem ak, bu antibiotik klinik onkologiyada viruslar chaqirgan, o'sim talam i davolashda o‘z tadbiqini topadi deb asoslansa boiadi. Terlama kasalligini davolashda qo‘llaniladigan bir qancha antibiotiklar ham oqsil biosintezini ingibirlaydi. Masalan: elongatsiya stadiyasidagi peptidiltransferaza reaksiyasini xloramfenikol, translokaza fermentini siklogeksamid ingibirlaydi. Tuberkulyozga qarshi antibiotiklar - streptomitsin, neomitsin mRNKning translyatsiyasi vaqtida xatolami vujudga keltiradi (masalan: kodon UUU fenilalanin o‘miga leytsinni polipeptid zanjiriga biriktirishi natijasida anomal oqsil hosil bo‘lib, bakteriyaning halok bo‘lishiga olib keladi). Tetratsiklin aminoatsil - tRNKni ribosomadagi 50 S subbirlikdagi aminoatsil markazi bilan bog‘lanishini tormozlab, 70 S ribosomadagi oqsil biosintezini ingibirlaydi. Penilsillin hujayra membranasi tuzilishida ishtirok etuvchi geksapeptidlarning sintezini tormozlab, oqsil sintezini ingibirlaydi. Ulaming sintez mexanizmi oqsilning ribosomal sintez mexanizmidan farqlanadi. Eritromitsin va oleandomitsin ribosomadagi translyatsiya vaqtida ishtirok etuvchi translokazaning faolligini tormozlaydi. Oqsil sintezida ishtirok etuvchi biron-bir zvenoning buzilishi yoki tushib qolishi patologik holafaing rivojlanishiga olib keladi, bunda kasalning belgilari sintezi buzilgan oqsilning tabiati va funksiyasiga bog'liqdir.