სხეულში მიმდინარე პროცესების შესასწავლად, თქვენ უნდა იცოდეთ რა ხდება უჯრედულ დონეზე. სადაც ცილები მნიშვნელოვან როლს თამაშობენ. საჭიროა არა მხოლოდ მათი ფუნქციების, არამედ შექმნის პროცესის შესწავლა. ამიტომ მნიშვნელოვანია ცილების ბიოსინთეზის მოკლედ და გარკვევით ახსნა. მე-9 კლასი ამისთვის საუკეთესოა. სწორედ ამ ეტაპზე აქვთ მოსწავლეებს საკმარისი ცოდნა თემის გასაგებად.
პროტეინები - რა არის ეს და რისთვის გამოიყენება
ეს მაკრომოლეკულური ნაერთები უზარმაზარ როლს თამაშობენ ნებისმიერი ორგანიზმის ცხოვრებაში. ცილები არის პოლიმერები, ანუ ისინი შედგება მრავალი მსგავსი "ცალისაგან". მათი რიცხვი შეიძლება განსხვავდებოდეს რამდენიმე ასეულიდან ათასამდე.
პროტეინები ასრულებენ ბევრ ფუნქციას უჯრედში. მათი როლი ასევე დიდია ორგანიზაციის მაღალ დონეზე: ქსოვილები და ორგანოები დიდწილად დამოკიდებულია სხვადასხვა ცილების სწორ ფუნქციონირებაზე.
მაგალითად, ყველა ჰორმონი ცილოვანი წარმოშობისაა. მაგრამ სწორედ ეს ნივთიერებები აკონტროლებენ ორგანიზმში მიმდინარე ყველა პროცესს.
ჰემოგლობინი ასევე ცილაა, იგი შედგება ოთხი ჯაჭვისგან, რომლებიც ცენტრშია.დაკავშირებულია რკინის ატომით. ეს სტრუქტურა სისხლის წითელ უჯრედებს ჟანგბადის გადატანის საშუალებას აძლევს.
შეგახსენებთ, რომ ყველა მემბრანა შეიცავს ცილებს. ისინი აუცილებელია უჯრედის მემბრანის მეშვეობით ნივთიერებების ტრანსპორტირებისთვის.
პროტეინის მოლეკულების კიდევ ბევრი ფუნქციაა, რომლებსაც ისინი ასრულებენ ნათლად და უდავოდ. ეს საოცარი ნაერთები ძალიან მრავალფეროვანია არა მხოლოდ მათი როლით უჯრედში, არამედ სტრუქტურაშიც.
სად ხდება სინთეზი
რიბოსომა არის ორგანელა, რომელშიც მიმდინარეობს პროცესის ძირითადი ნაწილი, რომელსაც ეწოდება "ცილის ბიოსინთეზი". მე-9 კლასი სხვადასხვა სკოლაში განსხვავდება ბიოლოგიის შესწავლის კურიკულუმში, მაგრამ ბევრი მასწავლებელი გვაწვდის მასალას ორგანელებზე წინასწარ, თარგმანის შესწავლამდე.
ამიტომ, მოსწავლეებს გაუადვილდებათ გაშუქებული მასალის დამახსოვრება და კონსოლიდაცია. თქვენ უნდა იცოდეთ, რომ მხოლოდ ერთი პოლიპეპტიდური ჯაჭვი შეიძლება შეიქმნას ერთ ორგანელაზე ერთდროულად. ეს საკმარისი არ არის უჯრედის ყველა მოთხოვნილების დასაკმაყოფილებლად. აქედან გამომდინარე, ბევრი რიბოსომაა და ყველაზე ხშირად ისინი შერწყმულია ენდოპლაზმურ რეტიკულუმთან.
ასეთ EPS-ს უხეში ეწოდება. ასეთი „თანამშრომლობის“სარგებელი აშკარაა: სინთეზისთანავე ცილა შედის სატრანსპორტო არხში და მისი დანიშნულების ადგილზე გაგზავნა დაუყოვნებლად შეიძლება.
მაგრამ თუ გავითვალისწინებთ თავიდანვე, კერძოდ, ინფორმაციის წაკითხვას დნმ-დან, მაშინ შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ცილის ბიოსინთეზი ცოცხალ უჯრედში იწყება ბირთვიდან. სწორედ აქ ხდება მესინჯერის რნმ-ის სინთეზი.რომელიც შეიცავს გენეტიკურ კოდს.
საჭირო მასალები - ამინომჟავები, სინთეზის ადგილი - რიბოსომა
როგორც ჩანს, ძნელია ახსნა, თუ როგორ მიმდინარეობს ცილების ბიოსინთეზი, მოკლედ და ნათლად, პროცესის დიაგრამა და მრავალი ნახატი უბრალოდ აუცილებელია. ისინი დაეხმარებიან ყველა ინფორმაციის გადმოცემას, ასევე მოსწავლეებს შეეძლებათ უფრო ადვილად დაიმახსოვრონ იგი.
პირველ რიგში, სინთეზისთვის საჭიროა "სამშენებლო მასალა" - ამინომჟავები. ზოგიერთი მათგანი წარმოიქმნება სხეულის მიერ. სხვების მიღება შესაძლებელია მხოლოდ საკვებიდან, მათ უწოდებენ შეუცვლელს.
ამინომჟავების საერთო რაოდენობა არის ოცი, მაგრამ იმის გამო, რომ დიდი რაოდენობით ვარიანტები შეიძლება განლაგდეს გრძელ ჯაჭვში, ცილის მოლეკულები ძალიან მრავალფეროვანია. ეს მჟავები მსგავსია სტრუქტურით, მაგრამ განსხვავდებიან რადიკალებით.
ეს არის თითოეული ამინომჟავის ამ ნაწილების თვისებები, რაც განსაზღვრავს, თუ რომელი სტრუქტურის შედეგად "იკეცება" ჯაჭვი, შექმნის თუ არა ის მეოთხეულ სტრუქტურას სხვა ჯაჭვებთან ერთად და რა თვისებები ექნება მიღებულ მაკრომოლეკულას.
ცილების ბიოსინთეზის პროცესი უბრალოდ ციტოპლაზმაში ვერ მიმდინარეობს, მას სჭირდება რიბოსომა. ეს ორგანელა შედგება ორი ქვედანაყოფისგან - დიდი და პატარა. მოსვენების დროს ისინი ერთმანეთს აცალკევებენ, მაგრამ როგორც კი სინთეზი დაიწყება, მაშინვე უერთდებიან და იწყებენ მუშაობას.
ასე განსხვავებული და მნიშვნელოვანი რიბონუკლეინის მჟავები
იმისთვის, რომ ამინომჟავა რიბოსომამდე მიიტანოთ, საჭიროა სპეციალური რნმ, რომელსაც ეწოდება ტრანსპორტი. ამისთვისმისი აბრევიატურები ნიშნავს tRNA. ამ ერთჯაჭვიანი სამყურას ფოთლის მოლეკულას შეუძლია მიამაგროს ერთი ამინომჟავა თავის თავისუფალ ბოლოზე და გადაიტანოს ცილის სინთეზის ადგილზე.
სხვა რნმ, რომელიც მონაწილეობს ცილის სინთეზში, ეწოდება მატრიცა (ინფორმაცია). ის ატარებს სინთეზის თანაბრად მნიშვნელოვან კომპონენტს - კოდს, რომელიც ნათლად წერს, როდის რომელი ამინომჟავა მიამაგროს მიღებულ ცილოვან ჯაჭვს.
ამ მოლეკულას აქვს ერთჯაჭვიანი სტრუქტურა, შედგება ნუკლეოტიდებისგან, ისევე როგორც დნმ. ამ ნუკლეინის მჟავების პირველად სტრუქტურაში არის გარკვეული განსხვავებები, რომელთა შესახებაც შეგიძლიათ წაიკითხოთ რნმ-ისა და დნმ-ის შედარებით სტატიაში.
ინფორმაციას ცილის mRNA შემადგენლობის შესახებ იღებს გენეტიკური კოდის მთავარი მცველი - დნმ. დეზოქსირიბონუკლეინის მჟავის წაკითხვის და mRNA სინთეზის პროცესს ტრანსკრიფცია ეწოდება.
ის წარმოიქმნება ბირთვში, საიდანაც მიღებული mRNA იგზავნება რიბოსომაში. თავად დნმ არ ტოვებს ბირთვს, მისი ამოცანაა მხოლოდ გენეტიკური კოდის შენარჩუნება და გაყოფის დროს მისი ქალიშვილ უჯრედში გადატანა.
მაუწყებლობის ძირითადი მონაწილეების შემაჯამებელი ცხრილი
ცილის ბიოსინთეზის მოკლედ და ნათლად აღწერისთვის, ცხრილი უბრალოდ აუცილებელია. მასში ჩამოვწერთ ყველა კომპონენტს და მათ როლს ამ პროცესში, რომელსაც თარგმანი ჰქვია.
| რა საჭიროა სინთეზისთვის | რა როლს ასრულებს |
| ამინომჟავები | ემსახურება როგორც სამშენებლო ბლოკს ცილოვანი ჯაჭვისთვის |
| რიბოსომა | არისსამაუწყებლო მდებარეობა |
| tRNA | ტრანსპორტს ამინომჟავებს რიბოზომებში |
| mRNA | აწვდის ინფორმაციას ცილაში ამინომჟავების თანმიმდევრობის შესახებ სინთეზის ადგილზე |
პროტეინის ჯაჭვის შექმნის იგივე პროცესი დაყოფილია სამ ეტაპად. მოდით შევხედოთ თითოეულ მათგანს უფრო დეტალურად. ამის შემდეგ, თქვენ შეგიძლიათ მარტივად აუხსნათ ცილის ბიოსინთეზი ყველას, ვისაც ეს სურს, მოკლედ და ნათლად.
ინიციაცია - პროცესის დასაწყისი
ეს არის ტრანსლაციის საწყისი ეტაპი, რომლის დროსაც რიბოსომის მცირე ქვედანაყოფი ერწყმის პირველ tRNA-ს. ეს რიბონუკლეინის მჟავა ატარებს ამინომჟავას მეთიონინს. თარგმანი ყოველთვის იწყება ამ ამინომჟავით, რადგან საწყისი კოდონია AUG, რომელიც კოდირებს ამ პირველ მონომერს ცილოვან ჯაჭვში.
იმისთვის, რომ რიბოსომმა ამოიცნოს საწყისი კოდონი და არ დაიწყოს სინთეზი გენის შუა ნაწილიდან, სადაც შეიძლება იყოს AUG თანმიმდევრობა, სპეციალური ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობა განლაგებულია საწყისი კოდონის გარშემო. სწორედ მათგან ცნობს რიბოსომა იმ ადგილს, სადაც უნდა იჯდეს მისი პატარა ქვედანაყოფი.
მრნმ-ით კომპლექსის წარმოქმნის შემდეგ, დაწყების ეტაპი მთავრდება. და იწყება გადაცემის მთავარი ეტაპი.
წელვა არის სინთეზის შუა
ამ ეტაპზე ხდება ცილოვანი ჯაჭვის თანდათანობითი ზრდა. დრეკადობის ხანგრძლივობა დამოკიდებულია ცილაში არსებული ამინომჟავების რაოდენობაზე.
პირველ რიგში პატარასმიმაგრებულია რიბოზომის უფრო დიდი ქვედანაყოფი. და საწყისი t-RNA არის მთლიანად მასში. გარეთ მხოლოდ მეთიონინი რჩება. შემდეგი, მეორე t-RNA, რომელიც ატარებს სხვა ამინომჟავას, შედის დიდ ქვედანაყოფში.
თუ mRNA-ზე მეორე კოდონი ემთხვევა სამყურის ფოთლის ზედა ანტიკოდონს, მეორე ამინომჟავა ერთვის პირველს პეპტიდური კავშირის მეშვეობით.
ამის შემდეგ, რიბოსომა მოძრაობს m-რნმ-ის გასწვრივ ზუსტად სამი ნუკლეოტიდის (ერთი კოდონის) გასწვრივ, პირველი t-RNA წყვეტს მეთიონინს თავისგან და შორდება კომპლექსს. მის ადგილას არის მეორე ტ-რნმ, რომლის ბოლოს უკვე არის ორი ამინომჟავა.
შემდეგ მესამე t-RNA შედის დიდ ქვედანაყოფში და პროცესი მეორდება. ის გაგრძელდება მანამ, სანამ რიბოსომა არ მოხვდება კოდონში mRNA-ში, რომელიც მიუთითებს ტრანსლაციის დასრულების შესახებ.
შეწყვეტა
ეს არის ბოლო ნაბიჯი, ზოგმა შეიძლება საკმაოდ სასტიკად მიიჩნიოს. ყველა მოლეკულა და ორგანელი, რომლებიც ასე კარგად მუშაობდნენ პოლიპეპტიდური ჯაჭვის შესაქმნელად, ჩერდება, როგორც კი რიბოსომა ტერმინალურ კოდონს მოხვდება.
ის არ კოდირებს არცერთ ამინომჟავას, ასე რომ, რაც არ უნდა შევიდეს tRNA დიდ ქვეერთეულში, ყველა უარყოფილი იქნება შეუსაბამობის გამო. სწორედ აქ მოქმედებს შეწყვეტის ფაქტორები, რომლებიც გამოყოფენ მზა ცილას რიბოსომასგან.
თავად ორგანელა შეიძლება გაიყოს ორ ქვედანაყოფად, ან გააგრძელოს mRNA-ში ახალი საწყისი კოდონის ძიებაში. ერთი mRNA შეიძლება ჰქონდეს რამდენიმე რიბოსომა ერთდროულად. თითოეული მათგანი თავის ეტაპზეა.ახლადშექმნილი ცილა უზრუნველყოფილია მარკერებით, რომელთა დახმარებით მისი დანიშნულება ყველასთვის გასაგები გახდება. და EPS-ით ის გაიგზავნება იქ, სადაც საჭიროა.
პროტეინის ბიოსინთეზის როლის გასაგებად, აუცილებელია შევისწავლოთ რა ფუნქციების შესრულება შეუძლია მას. ეს დამოკიდებულია ჯაჭვში ამინომჟავების თანმიმდევრობაზე. სწორედ მათი თვისებები განაპირობებს მეორადი, მესამეული და ზოგჯერ მეოთხეული (თუ არსებობს) ცილის სტრუქტურას და მის როლს უჯრედში. ცილის მოლეკულების ფუნქციების შესახებ მეტი შეგიძლიათ წაიკითხოთ სტატიაში ამ თემაზე.
როგორ გავიგოთ მეტი სტრიმინგის შესახებ
ეს სტატია აღწერს ცილის ბიოსინთეზს ცოცხალ უჯრედში. რა თქმა უნდა, თუ საკითხს უფრო ღრმად შეისწავლით, პროცესის ყველა დეტალის ახსნას მრავალი გვერდი დასჭირდება. მაგრამ ზემოაღნიშნული მასალა საკმარისი უნდა იყოს ზოგადი წარმოდგენისთვის.გასაგებად შეიძლება ძალიან სასარგებლო იყოს ვიდეო მასალები, რომლებშიც მეცნიერებმა მოახდინეს თარგმანის ყველა ეტაპის სიმულაცია. ზოგიერთი მათგანი ითარგმნა რუსულად და შეიძლება იყოს შესანიშნავი სახელმძღვანელო სტუდენტებისთვის ან უბრალოდ საგანმანათლებლო ვიდეო.
თემის უკეთ გასაგებად, თქვენ უნდა წაიკითხოთ სხვა სტატიები შესაბამის თემებზე. მაგალითად, ნუკლეინის მჟავების ან ცილების ფუნქციების შესახებ.
