Нуклеин қышқылдарының биосинтезі презентация

Нуклеин қышқылдары (лат. nucleus — ядро) — құрамында фосфоры бар биополемерлер. Табиғатта өте көп тараған. Молекулалары нуклеотидтерден тұрады, бір нуклеоидтік 5'-фосфор арасындағы эфирлік байланысы мен келесі нуклеотидтің углевод қалдығының 3'-гидроксилі арасы эфир байланысымен нуклеин қышқылдары углеводты-фосфатты қаққасын калайды. Нуклеин қышқылдары жоғарғы полимерлі тізбектері ондаған немесе жүздеген нуклеотидтің қалдықтарынан тұрады.
Нуклеин қышқылдарын көптеген ғалымдар зерттеді.Бірақ, 1889 жылы неміс анатомы Рихард Альтман ең алғаш болып «нуклеин қышқылы» деген терминді енгізді.

Нуклеин қышқылдары құрамына кіретін мономерлерінің(дезокси- немесе рибонуклеотидтер) түріне қарай ДНҚ жәңе РНҚ деп бөлінеді.
ДНҚ мен РНҚ ның құрамына 4 негізгі нуклеотидтер кіреді:
пуринді
пиримидиндік

НУКЛЕИН ҚЫШҚЫЛЫНЫҢ БИОСИНТЕЗІ 2 ГЕ БӨЛ3НЕДІ:
ДНҚ БИОСИНТЕЗІ ( РЕПЛИКАЦИЯ)
РНҚ БИОСИНТЕЗІ ( ТРАНСКРИПЦИЯ)

Репликация - ДНҚ-ның екi еселену процессi - көбiнесе жасушаның бөлiну алдында жүрiп, жасушаның бірқатар ұрпақтарында хромосомалар санының тұрақтылығын қамтамасыз етедi. Репликация - көптеген ферментердiң қатысуымен жүзеге асырылатын күрделi процесс. Репликацияның негiзгi ферменттерi:
1. Геликаза - ДНҚ тiзбектерiн ажыратады
2. SSB-белоктар - ДНҚ-ның ажыраған тiзбектерiн тұрақтандырады
3. ДНҚ-полимераза - тiзбектi синтездейдi
4. топоизомераза – “репликативтiк айырдың” алдындағы ДНҚ-ның аса жоғары ширатылған жерлерiн босатады
5.РНҚ-праймаза - ДНҚ-полимеразаға керектi РНҚ-бастауыштарды (праймерлердi) синтездейдi
6. лигаза - ДНҚ фрагменттерiн жалғап қосады
ДНҚ БИОСИНТЕЗІ (РЕПЛИКАЦИЯ)

“Репликациялық айыр” аймағындағы ДНҚ репликациясының схемасы.

Репликация 4 кезеңге бөлінеді
Инициация
Элонгация
Праймердің алынып тастауы
Терминация

РЕПЛИКАЦИЯ ИНИЦИАЦИЯСЫ
Бұл ДНК молекуласы репликациясының (екі еселенуі) ең бастапқы фазасы, яғни матрицадағы ескі екі еселенген ата-аналық молекуласының ДНК жіпшелеріндегі екі жаңа туындысының пайда болуы.
Фермент Днк – топоизомераза (I, II, III)- тұқымдасының ферменттері бар (яғни нуклеин қышқылдарын ыдыратады) – тізбектің ажырауын қамтамасыз етеді. Днк-топоизомераза І тізбектегі Днк-ның фосфоэфирлік байланыстарын үзеді, үзілген нүктенің соңына 5’ ковалентті байланысады.Днк топоизомерасының құрамында тирозин ферменті болады. Тирозин репликативті айырдың түзілуіне қатысып өзі шығып кеттеді.
Днк- хеликаза днк-ның қос тізбегіндегі сутектік байланысты ажыратады. Ферменттер реакцияға түспес бұрын энергия қажет, сондықтан АТФ – көмегімен әрекеттеседі. Нәтижесінде айыр пайда болады, Днк айырылады. Ажыраған тізбекті ұстап тұру үшін тізбегі қажет. Яғни, Днк-ның 1 ғана тізбегін үстап тұрады және байланысқанда, азоттық негіздерді жаппайды.

ЭЛОНГАЦИЯ
Элонгация – аминқышқылдарын артынша қосу бойынша полипептидті тізбекті өсіре отырып, 5‘- тан 3‘ бағытындағы иницирлеуші кодонмен жүретін, нуклеотидтердің триплеттер түрінде аминоацил-тРН көмегімен мРНК – ны оқитын рибосома. Кодонды нақты тану үшін А аймағында аминоацил-тРНК сәйкес қосылуын талап етеді. Аминоацил-тРНК молекуласы және ГТФ жүйесін EF1 элонгация факторы қалыптастырады. Осының әсерінен аминоацил-тРНК рибосомаға қосылуы мүмкін. Фосфат және EF1-ГДФ жүйесінің босап шығуы жүреді. EF1-ГДФ жүйесі ГТФ және басқада бос белоктық факторлардың қатысуымен қайта EF1-ГТФ-қа айналады.

ЭУКАРИОТТАРДА 5 ДНҚ-ПОЛИМЕРАЗА БЕЛГІЛІ:Α ЖӘНЕ Δ-ПОЛИМЕРАЗАЛАР ЯДРОЛЫҚ ДНҚ-НЫҢ РЕПЛИКАЦИЯСЫНА,Γ-ПОЛИМЕРАЗА МИТОХОНДРИЯ РЕПЛИКАЦИЯСЫНА, Β ЖӘНЕ Ε-ПОЛИМЕРАЗАЛАР ДНҚ-НЫҢ РЕПАРАЦИЯСЫНА ҚАТЫСАДЫ

РНҚ БИОСИНТЕЗІ

Транскрипция (лат. transcrіptіo – қайта көшіріп жазу) – тірі жасушалардағы рибонуклеин қышқылының биосинтезпроцесі. Ол дезоксирибонуклеин қышқылы (ДНҚ) матрицасында жүреді. Транскрипция аденин, гуанин, тимин және цитозиннің қайталанбалы тізбегінен тұратын ДНҚ молекуласындағы генетикалық ақпараттың іске асуының бірінші кезеңі. Транскрипция арнайы ДНҚ және РНҚ полимераза ферменті арқылы жүреді. Транскрипция нәтижесінде РНҚ молекуласының полимерлі тізбегі түзіледі. Бұл тізбек ДНҚ молекуласының көшірілген бөлігіне комплементарлы болады.

ОЛ 3 КЕЗЕҢНЕН ТҰРАДЫ:
инициация
элонгация
терминация.

ИНИЦИАЦИЯ
Инициация (синтездің басталуы) ДНҚ молекуласында транскрипция басталатын жерге жақын тұрған ДНҚ молекуласында нуклеотидтерімен, промотормен,
РНҚ полимеразаның байланысуымен басталады. Бірінші нуклеотидтің транскрипт синтезіне кіретін жері "бастау нүктесі" деп аталады. Мутантты бактериялардың ген транскрипциясын зерттегенде промотордың ұзындығы 30-60 жұп нуклеотидтерден тұратындығы анықталды. Сигналды тану қызметін 10 ж.н. атқарады, оның орталығы бастау нүктесінен 10 ж.н. шамасындай қашықтықта болады. Мысал үшін глюкоза оперонының промотор нуклеотидтерінің реттілігі жəне бастау нүктесі (А) келтірілген.

ЭЛОНГАЦИЯ
Элонгация (тізбектің ұзаруы). Сигма-суббөлік ферменттен бөлініп шығысымен, минималдық фермент транскрипция процесін жалғастыра береді. ДНҚ-матрицада түзіліп жатқан РНҚ тізбегі ұзара береді. Фермент ДНҚ молекуласының бойымен жүреді, түзіліп жатқан РНҚ тізбегінің нуклеотидтік реттілігі ДНҚ молекуласымен анықталады. Элонгацияның ең үлкен жылдамдығы бір секундта 50 нуклеотид шамасындай тізбекке кіреді. Бір геннен көптеген РНҚ көшірмесін алады.

ТЕРМИНАЦИЯ
Терминация (синтездің аяқталуы). РНҚ тізбегінің ұзаруы ДНҚ молекуласындағы аяқтаушы нуклеотидтерге жеткенше жүре береді. Одан кейін фермент нуклеотидтерді тізбекке кіргізбейді, РНҚ ДНҚ-матрицадан бөлініп шығады. Ал ДНҚ тізбектері бірігіп қалыпты қос спираль түзіледі. Транскрипцияны тоқтататын ДНҚ молекуласындағы нуклеотидтер терминатор деп аталады. Транскрипцияны тоқтату үшін жəне РНҚ-полимеразаны ДНҚ-матрицадан айыру үшін ерекше ақуыз болады, ол Þ(по) ақуыз деп аталады, ол тетрамер М 200 000. Ақуыз þ РНҚ-полимеразаны РНҚ-ның соғынан шығарып тастайды, РНҚ-транскрипттың босанып шығуына себепші болады