Клетъчният пейзаж (3 от 3); Фотонна закуска

В предишния пост ви казах, че трябва да направя скоба, за да завърша прегледа на органелите на клетката. Казвах ви, че Бийдъл и Тейтъм са разбрали, че инструкциите за изграждане на протеините се съхраняват в ДНК на плесента, която са използвали в своите експерименти. Ако отидем малко по-нататък, се оказва, че гените кодират протеини, но ако това е така, кой ги синтезира? Коя органела е отговорна за присъединяването на аминокиселините, които образуват протеин?

Със сигурност вече знаете, става въпрос за рибозоми, малки структури, образувани от макромолекули на РНК (рибонуклеинова киселина) и протеини, които се намират в цитоплазмата, в ендоплазмения ретикулум или в митохондриите и хлоропластите. И те са изключително важни, тъй като, настоявам, мисията им е да синтезират протеини.

Рибозома, от валса на полипептидите, от скулптора Мара Г. Хаселтин.

Протеините са вериги от аминокиселини, но не си представяйте верига от хора, които танцуват „la conga de jalisco“ като на сватбата на братовчед ви. Вече разбирам, че това беше знаменателно, но колкото и гъвкав да е зет ти, протеиновото нещо отива по-далеч. Веригата трябва да побере хиляди аминокиселини в правилния брой и ред и, сякаш това не е достатъчно, тогава тя трябва да бъде усукана (по думите на Faemino и Tired), сякаш няма бог. И това се нарича сгъване, но няма почти нищо общо с това, което правите с дрехите, които изваждате от сушилнята. Аминокиселините на протеина установяват водородни връзки и връзки от друг тип между тях, което им позволява да имат триизмерна структура. Предвиждането на триизмерната форма на протеините е нерешен проблем. Освен това, всяка промяна в тази структура може да означава загуба на функционалност или че протеинът вече не може да се метаболизира. Ако това необичайно сгъване също е „заразно“ при контакт, както в случая с прионите, това може да се превърне в тревожен здравословен проблем. Притеснителен като говежди спонгиформна енцефалопатия или болест на луда крава.

Въпреки това те може да не ви звучат много, но протеинът е изключително важен за вас. Ще ви дам пример за задълженията, които обикновено имат вашите протеини:

Актиновите нишки, които позволяват на мускулите да се свиват или клетките да поддържат формата си, цитоскелетът, са изградени от групи протеини.
Имуноглобулинът е протеин и той също е антитяло, тоест добрите момчета от филма и повярвайте ми, когато ви кажа, че е удобно вашите рибозоми да могат да произвеждат протеините на вашите антитела с известна радост.
Фенилаланин хидроксилазата е ензим, който прави възможно трансформирането на една аминокиселина (фенилаланин) в друга (тирозин); фенилкетонурията е доста сериозно вродено заболяване, произведено от липсата на този ензим, въпреки че за щастие моделът на наследяване е рецесивен.
Феритинът е главният отговорен за съхранението на желязо при гръбначните животни, той е полипептид, тоест обединението на няколко протеина и ако не произвеждате достатъчно, ще имате анемия.
Или, за да завърши някога, растежен хормон, който също е протеин, който се произвежда в клетките на хипофизната жлеза и регулира клетъчния растеж.

Какво бихме направили без протеин? Мисля, че нищо.

Към този момент стигнахме до областта на химическите пратеници: хормони, невротрансмитери, феромони ... които са това, което реже треската в тялото ви. Там правиш това, което казват. Тези видове съдържат протеини, когато те не са изцяло съставени от тях. Те заповядват на клетките да се делят, теломерите да се удължават (теломераза), насърчават ангиогенезата (фактор на съдовия ендотелен растеж, VEGF) ... Но с голяма сила идва голямата отговорност. И човекът, отговорен за цялото това нещо, е ДНК. Ще видите как става.

Според "Централната догма на биологията" всеки ген кодира протеин. Следвайки последователността на ДНК основите, всяка група от три съответства на аминокиселина, в този ред. Всяка група от три основи в ДНК се нарича кодон и има поне по една за всяка от двадесетте аминокиселини, които използвате. Звучи просто, а? Въпреки че със сигурност ще се чудите "но ... как могат да знаят това?" Не се притеснявайте, вече имам. Правя го непрекъснато. И те ми отговориха.

Виждате ли, беше Джордж гамов, Украинският физик-теоретик, който освен че е баща на теорията за алфа-разпадането чрез тунелиране, предложи броят на основите за кодиране на аминокиселина да бъде три. Ясно е: вариации с повторение на четири елемента, взети два по два, има само 4 2, т.е. 16. Живите същества използват между 20 и 22 аминокиселини, така че броят на комбинациите би бил недостатъчен, за да ги кодира. Ако обаче ги вземем три по три, те ще бъдат 4 3, което е равно на 64, така че ще са необходими поне три бази.

За да се уточни тази информация, е проектиран гениален експеримент, при който е въведена мутация в гена Т4 на ДНК на бактериофаги вирус, използваният мутаген е вмъкнал или елиминирал базата на гена. Гените, мутирали веднъж или два пъти, не бяха в състояние да произвеждат протеини, но го направиха, когато съдържаха три мутации. Наричаше се експеримент Крик, Бренер, Барнет, Уотс-Тобин и е извършено през 1961 г. от групата на молекулярните биолози, която му е дала името. Между другото, този Крик е същият, който се е появявал и преди за предлагането на двойната спирала.

Така че има 64 комбинации. Това се нарича дегенерация на кодон, но не се притеснявайте, това не означава, че кодоните се изоставят широко, за да се получи парафилия, а просто означава, че има повече от един кодон за всяка аминокиселина, но тази информация е кодирана в вашата ДНК трябва да се транспортира Дори вашата рибозома, която е отговорна за синтеза на вашите протеини. За това се нуждаем от РНК.

РНК, или рибонуклеинова киселина, е много подобна на ДНК, но при тест за зрителна острота ще откриете три основни разлики. Като начало, РНК рамката се състои от рибоза, докато ДНК се поддържа от верига от молекули на дезоксирибоза, която е като рибоза, която поради тези неща в живота е загубила кислороден атом. Детайл. По-късно ще видите разлика в основите: вместо тимин, като партньор на актина, РНК има урацил. И накрая, най-видимата и важна, човешката РНК е линейна и едноверижна, което й позволява да се сгъва върху себе си, създавайки връзки между основите на една и съща верига и по този начин да формира структури в клетката като рибозоми или теломераза, което е отговорен за разширяването на крайните сектори на хромозомите или теломерите. Въпреки че при някои вируси РНК може да образува двойна спирала и да съдържа своя генетичен код, така че ДНК и РНК са доста сходни.

Целият този шебанг започва да действа, когато ензимът РНК-полимераза, който се плъзга по един от краката на ДНК веригата, отваряйки го като цип, намира специфична последователност, която инициира кодирането на ген, тоест промотор. Когато промоторната последователност приключи, този ензим инициира транскрипцията на ДНК кода в информационна РНК (тРНК). Има доста видове РНК и пратеникът е линейна верига от РНК, която съдържа и транспортира копие на ген до рибозомата.

Друг вид РНК е трансферната РНК (тРНК), всъщност има по една молекула тРНК за всеки основен триплет или антикодон. Всяка молекула на тРНК носи аминокиселината, съответстваща на нейния антикодон. Представете си, че те плават през цитогела и анимират чрез термично разбъркване голямо количество тРНК от всякакъв вид. ИРНК, която е преминала от ядрото до рибозомата, се плъзга и спира на всеки три основи, т.е. всеки кодон. Когато антикодонът на тРНК, преминал през, съвпада с кодона на иРНК в рибозомата, тРНК се освобождава от аминокиселината, която носи, и това се присъединява към веригата, образуваща протеина или зараждащата се верига, както се нарича от по-романтичните биолози. Така че, докато mRNA веригата не завърши. Това е малко трудно за обяснение, но е лесно да се направи, затова препоръчвам да се потопите в следния уебсайт (http://www.johnkyrk.com/DNAtranscription.esp.html) за поучителни и изяснителни.