Уураг (молекул): Засвар хоорондын ялгаа

Content deleted Content added
Мөр 24: Мөр 24:
===Бионийллэгжүүлэлт===
===Бионийллэгжүүлэлт===


Уургууд нь генүүдэд кодчилогдсон байгаа мэдээллийг ашиглан амин хүчлүүдээс угсардаг. Уураг болгон нь тэдгээрийг кодчилж байгаа ген дээр орших нуклеотидын дарааллын дагуу бүрддэг амин хүчлийн тодорхой дараалалтай байдаг. Генетик код нь 3 нуклеотидын бүрдэл буюу кодоноос бүрддэг ба 3 нуклеотид болгон нь нэг амин хүчлийг кодчилдог, жишээлбэл AUG(аденин-урацил-гуанин) нь метионины код болно. ДНХ нь 4 нуклеотид агуулдаг учраас нийт байж болох кодоны тоон нь 64 юм. Үүнээс болоод генетикийн кодод нэг буюу түүнээс дээш тооны кодон нь нэг амин хүчлийн тодорхойлдог. ДНХ дээр кодчилогдсон байгаа генүүд нь эхлээд РНХ полимераза гэх мэтийн уургуудаа урьдчилсан мэссэнжэр РНХ болон транскрипцлагддаг. Ихэнх организмууд урьдчилсан мРНХ-гээ янз янзын транскрипцын-өмнө сайжруулалтын хэлбрүүдийг ашиглан боловсорсон мРНХ болгодог ба дараа нь энэ нь уургын нийллэгжилд рибосомууд ашиглагддаг. Прокариотуудад мРНХ нь хийгдсэнийхээ дараа шууд хэрэглэлтэнд ордог эсвэл нуклеойдоос гараад рибосом дээр очин холбогддог. Товчилбол эукариотууд мРНХ-г эсийн бөөм дотор хийснийхаа дараа бөөмийн мембраныг нэвтрүүлэн цитоплазм руу транслокайтладаг ба дараа нь цитоплазмд уурагын нийлэгжил явагддаг. Уургын нийллэгжлийн хурд нь прокариотуудад илүү байдаг ба дээд талдаа секундэд 20 амин хүчил хурдтай болдог.
Уургууд нь [[Ген|генүүдэд]] кодчилогдсон байгаа мэдээллийн дагуу амин хүчлүүдээс угсрагддаг. Уураг болгон нь, тэдгээрийг кодчилох генийн [[нуклеотид]]уудын дарааллын дагуу бүрддэг амин хүчлийн үл давтагдах дараалалтай байдаг. [[Генетик код]] нь, [[кодон]] гэж нэрлэгдэх 3 нуклеотидын багцуудаас тогтдог ба 3 нуклеотид болгон нь нэг амин хүчлийг кодчилдог. Жишээлбэл, АУГ([[аденин]]-[[урацил]]-[[гуанин]]) нь [[метионин]]ы код болно. [[ДНХ]] нь 4 нуклеотид агуулдаг ба нийт байж болох кодоны тоо 64 учир, генетикийн кодод нэг буюу түүнээс дээш тооны кодон нь нэг амин хүчлийг тодорхойлдог. '''ДНХ кодчилогдсон байгаа генүүд нь юуны өмнө, РНХ полимераза гэх мэтийн уургуудаа урьдчилсан [[мессенжэр РНХ]] (''анхдагч транскрипц'' гэж мөн нэрлэдэг) болон [[транскрипц]]лагддаг.''' Ихэнх организмууд урьдчилсан мРНХ-ээ, [[транскрипцын дараах сайжруулалт]]ын ялгаатай хэлбэрүүдийг ашиглан боловсорсон мРНХ болгодог ба дараа нь энэ нь [[рибосом]]уудаар явагдах уургын нийллэгжилд загвар болон ашиглагддаг. [[Прокариот]]уудад мРНХ нь үүсмэгц шууд ашиглагдах эсвэл [[нуклеойд]]оос салмагц рибосом дээр холбогддог. '''Товчилбол'''. Эсрэгээр, [[эукариот]]ууд мРНХ-ийг [[эс]]ийн [[бөөм]] дотор бий болгоод, [[бөөмийн мембран]]ыг нэвчүүлэн [[цитоплазм]]д байрлуулдаг ба цитоплазмд [[уургын бионийллэгжил]] явагддаг. Уургын нийллэгжлийн хурд нь прокариотуудад илүү байдаг (эукариотуудтай харьцуулахад) ба 20 амин хүчил/сек хүрдэг.

Genes encoded in DNA are first transcribed into pre-messenger RNA (mRNA) by proteins such as RNA polymerase. Most organisms then process the pre-mRNA (also known as a primary transcript) using various forms of Post-transcriptional modification to form the mature mRNA, which is then used as a template for protein synthesis by the ribosome.

In contrast, eukaryotes make mRNA in the cell nucleus and then translocate it across the nuclear membrane into the cytoplasm, where protein synthesis then takes place. The rate of protein synthesis is higher in prokaryotes than eukaryotes and can reach up to 20 amino acids per second.



мРНХ-г загвар болгон ашиглан уургыг нийллэгжүүлэлт явуулах процессийг трансляц гэдэг. Тухайн мРНХ нь рибосом дээр суурилсаны дараа рибосом нь кодон кодоноор уншигдаж уншигдсан кодоныг нь тРНХ(антикодонтой, тухайн кодоны заадаг амин хүчлийг зөөвөрлөгч РНХ) дээр орших антикодонтой тааруулдаг. Аминоацил тРНХ синтэтаза нь тРНХ молекулуудыг зөв амин хүчлээр хангадаг. Томорч байгаа полипедтид нь ихэнхдээ nascent гинж гэж нэрлэгддэг. Уургуудийг дандаа N-төгсгөлөөс C-төгсгөл-рүү чиглэлтэй бионийллэгжүүлдэг.
мРНХ-г загвар болгон ашиглан уургыг нийллэгжүүлэлт явуулах процессийг трансляц гэдэг. Тухайн мРНХ нь рибосом дээр суурилсаны дараа рибосом нь кодон кодоноор уншигдаж уншигдсан кодоныг нь тРНХ(антикодонтой, тухайн кодоны заадаг амин хүчлийг зөөвөрлөгч РНХ) дээр орших антикодонтой тааруулдаг. Аминоацил тРНХ синтэтаза нь тРНХ молекулуудыг зөв амин хүчлээр хангадаг. Томорч байгаа полипедтид нь ихэнхдээ nascent гинж гэж нэрлэгддэг. Уургуудийг дандаа N-төгсгөлөөс C-төгсгөл-рүү чиглэлтэй бионийллэгжүүлдэг.


Нийллэгжлийн үр дүнд үүссэн уургийн хэмжээг түүний агуулж байгаа амин хүчлийн тоогоор болон түүний молекулын массаар(ихэвчлэн Дальтоны (Да) нэгжээр(атомын массын нэгжтэй төстэй) илэрхийлэгддэг эсвэл уламжлалт нэгж болох килодальтон (кДа) тодорхойлж болдог. Хөрөнгийн уургууд нь дунджаар 466 амин хүчлийн урттай бөгөөд 53 кДа масстай. Мэдэгдэж буй уургуудаас хамгийн том нь 3000 кДа масстай болон ойролцоогоор 27000 амин хүчлийн урттай титинууд (булчингийн сакромерийн нэг бүрэлдэхүүн хэсэг) юм.
Нийллэгжлийн үр дүнд үүссэн уургийн хэмжээг түүний агуулж байгаа амин хүчлийн тоогоор болон түүний молекулын массаар(ихэвчлэн Дальтоны (Да) нэгжээр(атомын массын нэгжтэй төстэй) илэрхийлэгддэг эсвэл уламжлалт нэгж болох килодальтон (кДа) тодорхойлж болдог. Хөрөнгийн уургууд нь дунджаар 466 амин хүчлийн урттай бөгөөд 53 кДа масстай. Мэдэгдэж буй уургуудаас хамгийн том нь 3000 кДа масстай болон ойролцоогоор 27000 амин хүчлийн урттай титинууд (булчингийн сакромерийн нэг бүрэлдэхүүн хэсэг) юм.


===Химийн нийллэгжил===
===Химийн нийллэгжил===

07:41, 19 Гуравдугаар сар 2014-ий байдлаарх засвар

Цэнхэр өнгөтэй альфа спираль нь миоглобин уургийн 3D бүтэц. Энэ уураг нь рентген кристаллографаар бүтэц нь тодорхойлогдсон анхны уураг юм. Зургийн баруун хэсэгт хүчилтөрөгчтэй (улаан) холбогдсон гем бүлэг (саарал) гэж нэрлэгддэг кофакторыг харж болно.

Энэ өгүүллэг нь уургийг молекулын бүтэц талаас нь авч үзсэн бөгөөд уургийн тухай ерөнхий ойлголтыг эндээс үзнэ үү.

Уураг нь нэг эсвэл түүнээс олон амин хүчлийн үлдэгдлээс бүрдсэн том биологийн молекул буюу макромолекул юм. Уургууд нь, катализаторт метаболизм, ДНХ репликац (хуулбарлах), сөрөг нөлөөлөлд хариу үйлдэл үзүүлэх, нэг байрлалаас нөгөө рүү молекул зөөх зэрэг амьд организм дотор маш өргөн хүрээний үүргүүдийг гүйцэтгэдэг. Уургууд нь бие биеэсээ амин хүчлийн дарааллаараа ялгагддаг ба энэ дарааллыг тэдгээрийг кодчилсон генийн нуклеотидын дараалал заадаг. Уургууд нь үүссэнийхээ дараа 3D хэлбэрт орж нугалардаг ба яаж нугалрах нь уургуудын амин хүчлийн дарааллаас хамаардаг бөгөөд нугалралтаас тэдгээрийн идэвх шалтгаална.

Полипептид нь амин хүчлүүдийг конденсацлан гарган авсан дан шугаман полимер хэлхээ юм. Амин хүчлийн үлдэгдлүүд нь хоорондоо пептидийн холбоогоор холбогдсон байдаг. Уураг дахь амин хүчлийн үлдэгдлийн дараалал нь генетик кодод орших генийн дарааллаар тодорхойлогддог. Ерөнхийдөө, генетикийн код нь 20 стандарт амин хүчлүүдийг тодорхойлдог боловч, зарим организмд генетик код нь селеноцистеинийг багтаадаг (архейн генетик код пирролизинийг агуулдаг). Нийлэгжилт дуусмагц эсвэл явагдаж байх үед үүссэн/үүсэж буй уураг нь трансляцийн дараах сайжруулалтад өртдөг бөгөөд энэ нь уургийн физик болон химийн шинж, нугалралт, тогтвортой байдал, идэвх, эцэст нь үүргийг нь өөрчилдөг. Заримдаа уургуудад пептидийн бус бүлэг холбогдсон байдаг ба тэдгээрийг простетик бүлэг эсвэл кофактор гэж нэрлэгддэг. Уургууд нь тодорхой үүргийг гүйцэтгэх зорилгоор хамтран ажилладаг ба хоорондоо холбогдохдоо тогтвортой уургийн нэгдлийг үүсгэдэг.

Полисахарид ба нуклейний хүчил зэрэг биологийн макромолекулуудтай адилаар, уургууд нь организмийн чухал бүрэлдэхүүн бөгөөд эс доторх бараг бүхий л үйл ажиллагаанд оролцдог. Ихэнх уургууд нь биохимийн урвалуудыг катализалдаг ферментүүд бөгөөд, эдгээр нь метаболизмд маш чухал байр эзэлдэг. Уургууд нь мөн бүтцийн (барилгын материал) болон механик үүргүүдтэй байдаг. Жишээ нь, булчин дахь актин ба миозин, цитоскелетон дахь эсийн хэлбэрийг барьж өгдөг уургуудыг нэрлэж болох юм. Өөр уургууд нь эсийн дохиолол, дархлааны үйл ажиллагаа, эсийн холболтийг болон эсийн циклийг явуулахад чухал үүрэгтэй оролцдог. Уургууд нь бас амьтдын хүнсний чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Учир нь, амьтад шаардлагатай бүх амин хүчлүүдээ нийлэгжүүлж чаддаггүй бөгөөд, орлуулж үл болох амин хүчлүүдийг хүнсээрээ авах ёстой байдагт оршино. Хүнсээрээ авсан уургаа амьтад амин хүчил болгон задалдаг ба эдгээр нь метаболизмд ашиглагдана.

Ультрацентрфуг, тунадасжуулалт, электрофорез, хромотограф зэргээр, уургаас эсийн бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг салган цэвэршүүлж болдог. Генийн инженерчлэл бий болсноор, уургийг цэвэршүүлэх процессийг хөнгөвчилсөн хэд хэдэн аргуудыг нээсэн. Уургийн бүтэц болон үүргийг судлахад иммуногистохими, сайт чиглэлтэй мутагенеци, рентген кристаллограф, цөмийн соронзон резонанс болон масс спектрометрийн аргуудыг ихэвчлэн ашигладаг.

Биохими

Пептидийн холбооны химийн бүтэц (доор). Аланин ба түүнтэй зэрэгцээ орших амин хүчлийн пептидийн холбооны 3D бүтэц (дээр/тодотгосон).
Уургийн полимерийг үүсгэх амин хүчлүүдийн пептидийн холбооны резонанс бүтэц.

Ихэнх уургууд нь шугаман полимеруудаас бүрддэг ба полимерууд нь 20 хүртэл тооны өөр L-α-амин хүчлүүдээс тогтдог. Бүх уураг бүтээгч амин хүчлүүд нь нийтлэг бүтцийн онцлогийг агуулдаг. Тэд альфа α-нүүрстөрөгчтэй ба түүнд амин бүлэг, карбоксил бүлэг болон өөр өөр хажуугийн хэлхээ холбогддог. Зөвхөн пролин энэ үндсэн бүтцээс өөр бүтэцтэй байдаг. Пролин нь амин бүлгийн N-төгсгөлдөө өвөрмөц цагираг агуулдаг ба энэ нь CO-NH амидийн үлдэгдлийг хөдөлгөөнгүй конформацд оруулдаг. Стандарт амин хүчлүүдийн хажуугийн хэлхээ нь маш өргөн хүрээний химийн бүтэцтэй болон шинжүүдтэй байдаг. Уураг дахь бүх амин хүчлүүдийн хажуу хэлхээнүүдийн үйлчлэлүүдийн нийлбэрээр тухайн уургийн 3D бүтэц болон түүний химийн идэвхийг тодорхойлдог. Полипептид дахь амин хүчлүүд нь пептидийн холбоогоор холбогдсон байдаг. Уургийн хэлхээнд холбогдсон бол тухайн амин хүчлийг "үлдэгдэл" гэдэг ба нүүрстөрөгч, азот болон хүчилтөрөгчийн цуваа атомуудыг нь "үндсэн хэлхээ" буюу "уургийн нуруу" гэж нэрлэдэг.

Пептидийн холбоо нь хоёр резонанс хэлбэртэй ба эдгээр холбоо нь хосолсон (давхар) холбооны зарим шинж чанарыг агуулж, тэнхлэгүүдээ тойрон эргэхийн хориглосноор альфа нүүрстөрөгчийн атомуудыг бараг копланар (нэг хавтгайд) байрлалд оруулдаг. Пептидийн холбооны нөгөө хоёр хоёрталт өнцгүүд нь тухайн уургын нурууны хэлбэрийг тодорхойлдог. Уургын чөлөөтэй карбоксил бүлэгтэй төгсгөлийг С-төгсгөл эсвэл карбоксил төгсгөл, чөлөөтэй амин хүчилтэй төгсгөлийг нь N-төгсгөл буюу амин төгсгөл гэдэг. Уураг, полипептид болон пептид гэдэг үгс нь давхар утгатай ба тэдгээрийн утгууд нь заримдаа давхацдаг. Уураг гэдгээр ерөнхийдөө бүтэн бүрэлдсэн, тогтвортой байгаа биологийн молекулуудыг илэрхийлдэг байхад, пептид гэдэг нь ерөнхийдөө богино, 3D тогтвортой бүтэцгүй амин хүчлийн олигомерийг хэлдэг. Хэдийгээр энэ хоёрын хоорондын заагийг сайтар тайлбарлаагүй ч, ойролцоогоор 20-30 үлдэгдлээр ялгагддаг. Полипептид нь ямар нэгэн амин хүчлийн шугаман хэлхээ ба ямар ч урттай байж болдог.

Нийллэгжүүлэлт

Бионийллэгжүүлэлт

Уургууд нь генүүдэд кодчилогдсон байгаа мэдээллийн дагуу амин хүчлүүдээс угсрагддаг. Уураг болгон нь, тэдгээрийг кодчилох генийн нуклеотидуудын дарааллын дагуу бүрддэг амин хүчлийн үл давтагдах дараалалтай байдаг. Генетик код нь, кодон гэж нэрлэгдэх 3 нуклеотидын багцуудаас тогтдог ба 3 нуклеотид болгон нь нэг амин хүчлийг кодчилдог. Жишээлбэл, АУГ(аденин-урацил-гуанин) нь метионины код болно. ДНХ нь 4 нуклеотид агуулдаг ба нийт байж болох кодоны тоо 64 учир, генетикийн кодод нэг буюу түүнээс дээш тооны кодон нь нэг амин хүчлийг тодорхойлдог. ДНХ-д кодчилогдсон байгаа генүүд нь юуны өмнө, РНХ полимераза гэх мэтийн уургуудаа урьдчилсан мессенжэр РНХ (анхдагч транскрипц гэж мөн нэрлэдэг) болон транскрипцлагддаг. Ихэнх организмууд урьдчилсан мРНХ-ээ, транскрипцын дараах сайжруулалтын ялгаатай хэлбэрүүдийг ашиглан боловсорсон мРНХ болгодог ба дараа нь энэ нь рибосомуудаар явагдах уургын нийллэгжилд загвар болон ашиглагддаг. Прокариотуудад мРНХ нь үүсмэгц шууд ашиглагдах эсвэл нуклеойдоос салмагц рибосом дээр холбогддог. Товчилбол. Эсрэгээр, эукариотууд мРНХ-ийг эсийн бөөм дотор бий болгоод, бөөмийн мембраныг нэвчүүлэн цитоплазмд байрлуулдаг ба цитоплазмд уургын бионийллэгжил явагддаг. Уургын нийллэгжлийн хурд нь прокариотуудад илүү байдаг (эукариотуудтай харьцуулахад) ба 20 амин хүчил/сек хүрдэг.

Genes encoded in DNA are first transcribed into pre-messenger RNA (mRNA) by proteins such as RNA polymerase. Most organisms then process the pre-mRNA (also known as a primary transcript) using various forms of Post-transcriptional modification to form the mature mRNA, which is then used as a template for protein synthesis by the ribosome.

In contrast, eukaryotes make mRNA in the cell nucleus and then translocate it across the nuclear membrane into the cytoplasm, where protein synthesis then takes place. The rate of protein synthesis is higher in prokaryotes than eukaryotes and can reach up to 20 amino acids per second.


мРНХ-г загвар болгон ашиглан уургыг нийллэгжүүлэлт явуулах процессийг трансляц гэдэг. Тухайн мРНХ нь рибосом дээр суурилсаны дараа рибосом нь кодон кодоноор уншигдаж уншигдсан кодоныг нь тРНХ(антикодонтой, тухайн кодоны заадаг амин хүчлийг зөөвөрлөгч РНХ) дээр орших антикодонтой тааруулдаг. Аминоацил тРНХ синтэтаза нь тРНХ молекулуудыг зөв амин хүчлээр хангадаг. Томорч байгаа полипедтид нь ихэнхдээ nascent гинж гэж нэрлэгддэг. Уургуудийг дандаа N-төгсгөлөөс C-төгсгөл-рүү чиглэлтэй бионийллэгжүүлдэг.

Нийллэгжлийн үр дүнд үүссэн уургийн хэмжээг түүний агуулж байгаа амин хүчлийн тоогоор болон түүний молекулын массаар(ихэвчлэн Дальтоны (Да) нэгжээр(атомын массын нэгжтэй төстэй) илэрхийлэгддэг эсвэл уламжлалт нэгж болох килодальтон (кДа) тодорхойлж болдог. Хөрөнгийн уургууд нь дунджаар 466 амин хүчлийн урттай бөгөөд 53 кДа масстай. Мэдэгдэж буй уургуудаас хамгийн том нь 3000 кДа масстай болон ойролцоогоор 27000 амин хүчлийн урттай титинууд (булчингийн сакромерийн нэг бүрэлдэхүүн хэсэг) юм.

Химийн нийллэгжил

Богино уургуудыг пептидийн нийллэгжил(эдгээр аргууд нь органик нийллэгжлийн аргууд дээр суурилдаг) гэсэн бүлэг аргуудаар химийн нийлэгжлээр бүтээж болдог. Химийн нийллэгжил нь полипептидийн гинжинд байгаль дээр оршдоггүй амин хүчлүүдийг залгах аргыг нээж өгсөн, жишээлбэл: амин хүчлүүдийн хажуу гинжинд флуоресцент probe-уудыг залгах. Эдгээр аргууд нь биохимийн лаборатори болон эсийн биологид хэрэгцээтэй аргууд юм, гэвч өргөн хэрэглээнийх биш. Химийн нийллэгжил нь 300 амин хүчлийн урттай полипептидийн гинжинд хэрэгцээгүй болдог ба үүссэн уураг нь ихэнхдээ өөрсдийн 4-дөгч бүтэцдээ ордоггүй. Олон химийн нийллэгжилийн аргууд нь биологийн нийллэгжлийн эсрэг C-төгсгөлөөс N-төгсгөлрүү чиглэдэг.

Бүтэц

Ихэнх уурагууд нь онцгой 3D хэлбэрт орон нугалрадаг. Уурагын ингэж ордог хэлбэрийг нь уурагын жинхэнэ бүтэц гэдэг. Олон уураг нь туслалцаагүйгаар өөрсдийн жинхэнэ бүтэцдээ ордог(ёрдөө л өөрсдийн амин хүчлийн химийн шинжүүдийг ашиглан) харин зарим нь дагалдагч молекулын туслалцаа шаарддаг. Биохимичид нь ихэвчлэн уурагын бүтцийн 4 өөр төрхийг дурддаг: • Анхдагч бүтэц: амин хүчлийн дараалал. Уураг нь одоогоор полиамид төрхтэй байгаа. • Хоёрдогч бүтэц: устөрөгцийн холбоогоор тогтворжсон, давхцсан дотоод бүтэцүүд. Хамгийн энгийн жишээнүүд нь альфа мушгиа, бэта ялтас болон эргэлтүүд. Хоёрдогч бүтэц нь дотоод учраас, өөр хоёрдогч бүтцийн ялгаатай хэсгүүд нь нэг уурагын молекулд оршиж болно. • Гуравдагч бүтэц: уурагын нэг молекулын ёрөнхий хэлбэр(Хоёрдогч бүтэцүүдийн хоорондын холбоо). Гуравдагч бүтэц нь дотоод бус холбоонуудаар холбогддог, ихэвчлэн усанд уусдаггүй бүтэцийг үүсгэдэг, бас давсны холбоо, устөрөгчийн холбоо, дисульфид холбоо, болон бүүр posttranslational modifications оршдог. Гуравдагч бүтэц гэдэг нь ихэвчлэн нугалраа гэдэг үгтэй адилхнаар ашиглагддаг. Гуравдагч бүтэц нь уурагын үүргийг удирддаг.