Основой какого общебиологического свойства является матричный синтез
Матричный синтез представляет собой образование биополимера, последовательность звеньев в котором определяется первичной структурой другой молекулы. Последняя как бы выполняет роль матрицы, “диктующей” нужный порядок сборки цепи. В живых клетках известны три биосинтетических процесса, основанных на этом механизме.
Какие молекулы синтезируются на основе матрицы
К реакциям матричного синтеза относят:
- репликацию – удвоение генетического материала;
- транскрипцию – синтез рибонуклеиновых кислот;
- трансляцию – производство белковых молекул.
Репликация представляет собой превращение одной молекулы ДНК в две идентичные друг другу, что имеет огромное значение для жизненного цикла клеток (митоз, мейоз, удвоение плазмид, деление бактериальных клеток и т. д.). Очень многие процессы основаны на “размножении” генетического материала, а матричный синтез позволяет воссоздать точную копию любой молекулы ДНК.
Транскрипция и трансляция представляют собой две стадии реализации генома. При этом наследственная информация, записанная в ДНК, преобразуется в определенный белковый набор, от которого зависит фенотип организма. Данный механизм именуется путем “ДНК-РНК-белок” и составляет одну из центральных догм молекулярной биологии.
Реализация этого принципа достигается при помощи матричного синтеза, который сопрягает процесс образования новой молекулы с “исходным образцом”. Основой такого сопряжения является фундаментальный принцип комплементарности.
Основные аспекты синтеза молекул на основе матрицы
Информация о структуре синтезируемой молекулы содержится в последовательности звеньев самой матрицы, к каждому из которых подбирается соответствующий элемент “дочерней” цепи. Если химическая природа синтезируемой и матричной молекул совпадают (ДНК-ДНК или ДНК-РНК), то сопряжение происходит напрямую, так как каждый нуклеотид имеет пару, с которой может связаться.
Для синтеза белка требуется посредник, одна часть которого взаимодействует с матрицей по механизму нуклеотидного соответствия, а другая присоединяет белковые звенья. Таким образом, принцип комплементарности нуклеотидов работает и в этом случае, хоть и не связывает напрямую звенья матричной и синтезируемой цепей.
Этапы синтеза
Все процессы матричного синтеза поделены на три этапа:
- инициация (начало);
- элонгация;
- терминация (окончание).
Инициация представляет собой подготовку к синтезу, характер которой зависит от вида процесса. Главной целью этой стадии является приведение системы фермент-субстрат в рабочее состояние.
Во время элонгации непосредственно осуществляется наращивание синтезируемой цепи, при котором между подобранными согласно матричной последовательности звеньями замыкается ковалентная связь (пептидная или фосфодиэфирная). Терминация приводит к остановке синтеза и освобождению продукта.
Роль комплементарности в механизме матричного синтеза
Принцип комплементарности основан на выборочном соответствии азотистых оснований нуклеотидов друг другу. Так, аденину в качестве пары подойдут только тимин или урацил (двойная связь), а гуанину – цитозин (3 тройная связь).
В процессе синтеза нуклеиновых кислот со звеньями одноцепочечной матрицы связываются комплементарные нуклеотиды, выстраиваясь в определенную последовательность. Таким образом, на основании участка ДНК ААЦГТТ при репликации может получиться только ТТГЦАА, а при транскрипции – УУГЦАА.
Как уже было отмечено выше, белковый синтез происходит с участием посредника. Эту роль выполняет транспортная РНК, которая имеет участок для присоединения аминокислоты и нуклеотидный триплет (антикодон), предназначенный для связывания с матричной РНК.
В этом случае комплементарный подбор происходит не по одному, а по три нуклеотида. Так как каждая аминокислота специфична только к одному виду тРНК, а антикодон соответствует конкретному триплету в РНК, синтезируется белок с определенной последовательностью звеньев, которая заложена в геноме.
Как происходит репликация
Матричный синтез ДНК происходит с участием множества ферментов и вспомогательных белков. Ключевыми компонентами являются:
- ДНК-хеликаза – расплетает двойную спираль, разрушает связи между цепями молекулы;
- ДНК-лигаза – “зашивает” разрывы между фрагментами Оказаки;
- праймаза – синтезирует затравку, необходимую для работы ДНК-синтезирующего фрагмента;
- SSB-белки – стабилизируют одноцепочечные фрагменты расплетенной ДНК;
- ДНК-полимеразы – синтезируют дочернюю матричную цепь.
Хеликаза, праймаза и SSB-белки подготавливают почву для синтеза. В результате каждая из цепей исходной молекулы становится матрицей. Синтез осуществляется с огромной скоростью (от 50 нуклеотидов в секунду).
Работа ДНК-полимеразы происходит в направлении от 5`к 3`- концу. Из-за этого на одной из цепей (лидирующей) синтез происходит по ходу расплетания и непрерывно, а на другой (отстающей) – в обратном направлении и отдельными фрагментами, названными “Оказаки”.
Y-образная структура, образованная в месте расплетания ДНК, называется репликационной вилкой.
Механизм транскрипции
Ключевым ферментом транскрипции является РНК-полимераза. Последняя бывает нескольких видов и отличается по строению у прокариот и эукариот. Однако механизм ее действия везде одинаков и заключается в наращивании цепи комплементарно подбираемых рибонуклеотидов с замыканием фосфодиэфирной связи между ними.
Матричной молекулой для этого процесса служит ДНК. На ее основе могут создаваться разные типы РНК, а не только информационные, которые используются в белковом синтезе.
Участок матрицы, с которого “списывается” последовательность РНК, называется транскриптоном. В его составе имеется промотор (место для присоединения РНК-полимеразы) и терминатор, на котором синтез останавливается.
Трансляция
Матричный синтез белка и у прокариот, и у эукариот осуществляется в специализированных органоидах – рибосомах. Последние состоят из двух субъединиц, одна из которых (малая) служит для связывания тРНК и матричной РНК, а другая (большая) принимает участие в образовании пептидных связей.
Началу трансляции предшествует активация аминокислот, т. е. присоединение их к соответствующим транспортным РНК с образованием макроэргической связи, за счет энергии которых впоследствии осуществляются реакции транспептидирования (присоединения к цепи очередного звена).
В процессе синтеза также принимают участие белковые факторы и ГТФ. Энергия последнего необходима для продвижения рибосомы по матричной цепи РНК.
Источник
Матричный синтез 3 типа:
Синтез ДНК – репликация – самоудв-е мол-л ДНК,к-ое обычно происх перед дел-ем кл-ки. Во время репликацииматер мол-ла раскручив, и комплемент нити её разъедин(образ репликативн вилка) Формир-е репликат вилки происх под дей-ем ферментов геликазы и топоизомеразы. Геликаза разрыв водор связи между комплемент-ными нуклеотидами и разъедин нити, топоизомераза сним напряж-е, возникающее при этом в мол-ле. Одиночн нити матер мол-лы служат матрицами для синтеза дочерних комплемент-х нитей. С одиночн нитями связыв SSB-белки(дестабилизирующие белки),к-ые не дают им соедин в двойн спираль. В рез-те репликации образ две одинак мол-лы ДНК,полностью повторяющие матер мол-лу. При этом кажд нов мол-ла сост из одной нов и одной стар цепи. Комплемент нити мол-лы ДНК антипараллельны. Наращив-е полинуклеотидной цепи всегда происх в направл от 5′ конца к 3′ концу. Вследствие этого одна нить лидирующ (3′ конец в основании репликативной вилки), а др-запаздывающ (5′ конец в основ вилки) и поэтому строится из фрагменьов Оказаки, растущих от 5′ к 3′ концу. Фрагменты Оказаки – это участки ДНК, которые у эукариот имеют длину 100-200 нуклеотидов, у прокариот – 1000-2000 нуклеотидов.
Синтез цепи ДНК осуществляет фермент ДНК-полимераза. Она наращив дочерн цепь, присоединяя к её 3′ концу нуклеотиды, комплементарные нуклеотидам материнской цепи. Особ-ть ДНК-полимеразы сост в том, что она не может начать работу на «пустом месте», не имея 3′ конца дочерней нити. Поэтому синтез лидирующей нити и синтез каждого фрагмента Оказаки начинает фермент праймаза. Это разновидность РНК-полимеразы. Праймаза способна начать синтез новой полинуклеотидной цепи с соедин-я двух нуклеотидов. Праймаза синтезирует из РНК-нуклеотидов короткие затравки – праймеры. Их длина около 10 нуклеотидов. К 3′ концу праймера ДНК полимераза начин присоединять ДНК-нуклеотиды.
Фермент экзонуклеаза удал праймеры. ДНК-полимераза достраивает фрагменты Оказаки, фермент лигаза сшивает их.
Синтез РНК – транскрипция– синтез РНК на матрице ДНК (у эукариот в ядре, у прокариот-в цитоплазме). В процессе транскрипции строится комплемент копия одной из нитей ДНК. В рез-те транскрипции синтезир-ся иРНК, рРНК и тРНК. Транскр-ю осущ РНК-полимераза. У эукариот транскрипцию оскществл три разные РНК-полимеразы:
– РНК-полимераза I синтезир рРНК
– РНК-полимераза II синтезир иРНК
– РНК-полимераза III синтезир тРНК
РНК-полимераза связыв-ся с молекулой ДНК в области промотора. Промотор – это участок ДНК, отмечающий начало транскрипции. Он расположен перед структурным геном. Присоединившись к промотору, РНК-полимераза раскручивает участок двойной спирали ДНК и раздел комплемент-ые цепи. Одна из двух цепей – смысловая – служит матрицей для синтеза РНК. Нуклеотиды РНК комплементарны нуклеотидам смысловой цепи ДНК. Транскрипция идёт от 5′ конца к её 3′ концу. РНК-полимераза отдел синтезиров-ый уч-к РНК от матрицы и восстанавливает двойную спираль ДНК. Транскрипция продолжается до тех пор, пока РНК-полимераза не доёдет до терминатора. Терминатор – это уч-к ДНК, обозначающий конец транскрипции. Достигнув терминатора, РНК-полимераза отделяется и от матричной ДНК и от новосинтезированной молекулы РНК.
Транскр-я дел на 3 этапа:
Инициация –присоед-е РНК-полимеразыи помогающих ей белков-факторов транскрипции к ДНК и начало их работы.
Элонгация-наращив- полинуклеот-ой цепи РНК.
Терминация-оконч-е синтеза мол-лы РНК.
Синтез белка – трансляция – процесс синтеза полипепт-ной цепи, проходящей на рибосоме. Происх в цитоплазме. Рибосома сост из двух субъединиц: большой и малой. Субъединицы построены из рРНК и белков. Неакт рибосома находится в цитоплазме в диссоциированном виде. Активная рибосома собирается из двух субъединиц, приэтом в ней образ-ся активные центры, в том числе – аминоацильный и пептидильный. В аминоацильном центре происход образ-е пептидной связи. Транспортные РНК специфичны, т.е. одна тРНК может перенос только одну определ-ую а/к. Эта а/к зашифрована кодоном, которому комплементарен антикодон тРНК. В процессе трансляции рибосома переводит последоват-ть нуклеотидов иРНК в последоват-ть а/к полипептидной цепи.
Трансляция дел на 3 этапа.
Инициация-сборка рибосомы на инициирующем кодоне иРНК и начало её работы. Инициация начинается с того, что с иРНК соедин-ся малая субъединица рибосомы и тРНК, несущая метионин, к-рый соответствует инициирующему кодону АУГ. Затем к этому комплексу присоедин-ся большая субъединица. В рез-те инициирующий кодон оказыв-ся в пептидильном центре рибосомы, а в аминоацильном центре наход-ся первый значащий кодон. К нему подходят различные тРНК, а останется в рибосоме только та, антикодон к-рой комплементарен кодону. Между комплемент-ми нуклеотидами кодона и антикодона образ-ся водородные связи. В итоге в рибосоме с иРНК оказыв-ся временно связаны две тРНК. Кажд тРНК принесла в рибосому а/к, зашифрованную кодоном иРНК. Между этими а/к образ-ся пептидная связь. После этого тРНК, принесшая метионин, отдел-ся от своей а/к и от иРНК и уходит из рибосомы. Рибосома перемещ-ся на один триплет от 5′ конца к 3′ концу иРНК.
Элонгация – процесс наращив-я полип-ой цепочки. В аминоацильный центр рибосомы будут подходить различн тРНК. Процесс узнавания тРНК и поцесс формирования пептидной связи будет повтор-ся до тех пор, пока в аминоацильном центре рибосомы не окажется стоп-кодон.
Терминация – заверш-е синтеза полипептида и диссоциация рибосомы на две субъединицы. Существ три стоп-кодона: УАА, УАГ и УГА. Когда один из них оказыв-ся в аминоацильном центре рибосомы, с ним связыв-ся белок – фактор терминации трансляции. Это вызывает распад всего комплекса.
Источник
Àâòîð òåêñòà Àíèñèìîâà Åëåíà Ñåðãååâíà.
Àâòîðñêèå ïðàâà çàùèùåíû.
Ïðîäàâàòü òåêñò íåëüçÿ.
Êóðñèâ íå íóæíî çóáðèòü.
Çàìå÷àíèÿ ìîæíî ïðèñûëàòü ïî ïî÷òå: exam_bch@mail.ru
https://vk.com/bch_5
Ïàðàãðàô 77:
Ìàòðè÷íûå ñèíòåçû. Îáùàÿ õàðàêòåðèñòèêà.
Ñì. çàòåì:
ï.79 (ðåïëèêàöèÿ ÄÍÊ), ï.80 (òðàíñêðèïöèÿ), 82 (òðàíñëÿöèÿ).
Íî ñíà÷àëà: ï.70, 73 è 74.
Ñîêðàùåíèÿ:
ÍÊ íóêëåèíîâûå êèñëîòû, ÔÄÝ Ôîñôî/Äè/Ýôèðíûå ñâÿçè.
Ñîäåðæàíèå ïàðàãðàôà:
– Êàê ïîðÿäîê íóêëåîòèäîâ ìàòðè÷íîé öåïè
îïðåäåëÿåò ïîðÿäîê íóêëåîòèäîâ ñèíòåçèðóåìîé öåïè.
– Êàê ïðîèñõîäèò ïðèñîåäèíåíèå î÷åðåäíîãî íóêëåîòèäà ñèíòåçèðóåìîé öåïè
ê ïðåäûäóùåìó íóêëåîòèäó ñèíòåçèðóåìîé öåïè.
– ÂÈÄÛ ìàòðè÷íûõ ñèíòåçîâ (ÌÑ).
×òî ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé íóêëåèíîâûå êèñëîòû (ÄÍÊ è ÐÍÊ)?
Íóêëåèíîâûå êèñëîòû (ÄÍÊ è ÐÍÊ) ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé
ïîñëåäîâàòåëüíîñòè («öåïî÷êè») íóêëåîòèäîâ (íóêëåîòèäíûõ îñòàòêîâ),
ñâÿçàííûõ ÔÄÝ-ñâÿçÿìè.
Ïðè ýòîì ÍÊ ÿâëÿåòñÿ ïîëèìåðîì, à íóêëåîòèäû ìîíîìåðàìè.
×èñëî íóêëåîòèäîâ â ÍÊ ìîæåò äîñòèãàòü ìèëëèàðäîâ.
Íàïîìíèì, ÷òî â ñîñòàâ êàæäîãî íóêëåîòèäà â ÍÊ âõîäÿò:
àçîòèñòîå îñíîâàíèå, ðèáîçà (èëè äåçîêñèðèáîçà) è îäèí ôîñôàò.
Âîäîðîäíûå ñâÿçè ìåæäó îñíîâàíèÿìè, íóêëåîòèäàìè è ÍÊ.
Ìåæäó àçîòèñòûìè îñíîâàíèÿìè íóêëåîòèäîâ,
âõîäÿùèìè â ñîñòàâ íóêëåèíîâûõ êèñëîò,
ìîãóò îáðàçîâûâàòüñÿ âîäîðîäíûå ñâÿçè.
Ìåæäó ãóàíèíîì è öèòîçèíîì îáðàçóþòñÿ òðè âîäîðîäíûå ñâÿçè,
à ìåæäó àäåíèíîì è òèìèíîì äâå âîäîðîäíûå ñâÿçè.
Ïîýòîìó àäåíèí «ïðåäïî÷èòàåò» ñâÿçûâàòüñÿ ñ òèìèíîì,
à ãóàíèí ñ öèòîçèíîì.
Ïîýòîìó ãîâîðÿò, ÷òî àäåíèí êîìïëåìåíòàðåí òèìèíó,
à ãóàíèí êîìïëåìåíòàðåí öèòîçèíó.
Ïàðó îñíîâàíèé À-Ò è ïàðó Ã-Ö íàçûâàþò êîìïëåìåíòàðíûìè ïàðàìè.
Ïàðà àäåíèí-óðàöèë òàêæå ÿâëÿåòñÿ êîìïëåìåíòàðíîé.
Óðàöèë, êàê è òèìèí, ïðåäïî÷èòàåò ñâÿçûâàòüñÿ ñ àäåíèíîì,
îáðàçóÿ ïðè ýòîì äâå âîäîðîäíûõ ñâÿçè.
Íî óðàöèëà â ñîñòàâå «ãîòîâîé» ÄÍÊ íåò îí âõîäèò â ñîñòàâ ÐÍÊ.
Íî íóêëåîòèäû ñ óðàöèëîì èñïîëüçóþòñÿ ïðè ñèíòåçå ÄÍÊ ñì. î ïðàéìåðàõ â ï.78.
×òî ïðîèñõîäèò ñ íóêëåîòèäàìè ïðè ñèíòåçå ÍÊ èç íèõ?
Ïðè ñèíòåçå ÍÊ ïðîèñõîäèò ñîåäèíåíèå íóêëåîòèäîâ ÔÄÝ-ñâÿçÿìè.
Ïðè÷¸ì îíè äîëæíû ðàñïîëîæèòüñÿ â ñòðîãî îïðåäåëåííîì ïîðÿäêå.
×åì îïðåäåëÿåòñÿ ïîðÿäîê íóêëåîòèäîâ â ÍÊ ïðè å¸ ñèíòåçå?
Ïîðÿäîê íóêëåîòèäîâ ñèíòåçèðóåìîé ÍÊ
îïðåäåëÿåòñÿ ïîðÿäêîì íóêëåîòèäîâ äðóãîé íóêëåèíîâîé êèñëîòû.
Îá ýòîé äðóãîé ÍÊ ãîâîðÿò, ÷òî îíà èãðàåò ðîëü ÌÀÒÐÈÖÛ,
è íàçûâàþò åå ìàòðè÷íîé öåïüþ.
Ìîæíî ãîâîðèòü, ÷òî ïîðÿäîê íóêëåîòèäîâ ñèíòåçèðóåìîé ÍÊ îïðåäåëÿåòñÿ ìàòðèöåé,
óòî÷íÿÿ ïðè ýòîì, ÷òî ìàòðèöåé ÿâëÿåòñÿ äðóãàÿ íóêëåèíîâàÿ êèñëîòà,
è èìåííî ïîðÿäîê íóêëåîòèäîâ ìàòðè÷íîé íóêëåèíîâîé êèñëîòû
îïðåäåëÿåò ïîðÿäîê íóêëåîòèäîâ â ñèíòåçèðóåìîé ÍÊ.
Êàê ïîðÿäîê íóêëåîòèäîâ ìàòðè÷íîé öåïè
îïðåäåëÿåò ïîðÿäîê íóêëåîòèäîâ ñèíòåçèðóåìîé öåïè.
Ïðè ñèíòåçå ÍÊ
ê íóêëåîòèäàì ìàòðè÷íîé öåïè
âîäîðîäíûìè ñâÿçÿìè (íå ÔÄÝ)
ïðèñîåäèíÿþòñÿ ñòðîãî îïðåäåë¸ííûå íóêëåîòèäû ñèíòåçèðóåìîé öåïè
íå ëþáûå, à òîëüêî òå, êîòîðûå êîìïëåìåíòàðíû
íóêëåîòèäàì ìàòðè÷íîé öåïè.
(×üè àçîòèñíûå îñíîâàíèÿ,
âõîäÿùèå â ñîñòàâ íóêëåîòèäîâ ñèíòåçèðóåìîé öåïè,
êîìïëåìåíòàðíû àçîòèñòûì îñíîâàíèÿì,
âõîäÿùèì â ñîñòàâ ìàòðè÷íîé öåïè).
Òî åñòü ê ãóàíèíó, âõîäÿùåìó â ñîñòàâ íóêëåîòèäà ìàòðè÷íîé öåïè (ÄÍÊ èëè ÐÍÊ),
ïðèñîåäèíÿåòñÿ öèòîçèí,
âõîäÿùèé â ñîñòàâ íóêëåîòèäà ñèíòåçèðóåìîé öåïè (ÄÍÊ èëè ÐÍÊ).
Ê öèòîçèíó, âõîäÿùåìó â ñîñòàâ íóêëåîòèäà ìàòðè÷íîé öåïè (ÄÍÊ èëè ÐÍÊ),
ïðèñîåäèíÿåòñÿ ãóàíèí,
âõîäÿùèé â ñîñòàâ íóêëåîòèäà ñèíòåçèðóåìîé öåïè (ÄÍÊ èëè ÐÍÊ).
Ê àäåíèíó, âõîäÿùåìó â ñîñòàâ íóêëåîòèäà ìàòðè÷íîé öåïè,
ïðèñîåäèíÿåòñÿ òèìèí, âõîäÿùèé â ñîñòàâ íóêëåîòèäà ñèíòåçèðóåìîé öåïè.
Ýòî åñëè ñèíòåçèðóåòñÿ ÄÍÊ.
À åñëè ñèíòåçèðóåòñÿ ÐÍÊ èëè ïðàéìåð,
òî âìåñòî òèìèíà ïðèñîåäèíÿåòñÿ óðàöèë (âõîäÿùèé â ñîñòàâ íóêëåîòèäà).
Ê òèìèíó, âõîäÿùåìó â ñîñòàâ íóêëåîòèäà ìàòðè÷íîé öåïè (ÄÍÊ),
ïðèñîåäèíÿåòñÿ àäåíèí,
âõîäÿùèé â ñîñòàâ íóêëåîòèäà ñèíòåçèðóåìîé öåïè (ÄÍÊ èëè ÐÍÊ).
Ê óðàöèëó, âõîäÿùåìó â ñîñòàâ íóêëåîòèäà ìàòðè÷íîé öåïè (ÐÍÊ),
òîæå ïðèñîåäèíÿåòñÿ àäåíèí,
âõîäÿùèé â ñîñòàâ íóêëåîòèäà ñèíòåçèðóåìîé öåïè (ÄÍÊ èëè ÐÍÊ).
Ïðè ýòîì, êàê óæå îòìå÷åíî âûøå, ïðèñîåäèíåíèå íóêëåîòèäîâ ñèíòåçèðóåìîé öåïè
ê íóêëåîòèäàì ìàòðè÷íîé öåïè
ïðîèñõîäèò çà ñ÷åò îáðàçîâàíèÿ âîäîðîäíûõ ñâÿçåé
ìåæäó àçîòèñòûìè îñíîâàíèÿìè íóêëåîòèäîâ ìàòðè÷íîé öåïè
è êîìïëåìåíòàðíûìè èì îñíîâàíèÿìè íóêëåîòèäîâ ñèíòåçèðóåìîé öåïè.
Êàê óæå ñêàçàíî, âîäîðîäíûå ñâÿçè áóäóò îáðàçîâûâàòüñÿ ìåæäó êîìïëåìåíòàðíûìè îñíîâàíèÿìè,
òî åñòü ê àäåíèíó ìàòðèöû ïðèñîåäèíèòñÿ òèìèí ñèíòåçèðóåìîé öåïè,
ê òèìèíó ìàòðèöû ïðèñîåäèíèòñÿ àäåíèí ñèíòåçèðóåìîé öåïè,
ê ãóàíèíó ìàòðèöû ïðèñîåäèíèòñÿ öèòîçèí ñèíòåçèðóåìîé öåïè
è ê öèòîçèíó ìàòðèöû ïðèñîåäèíèòñÿ ãóàíèí ñèíòåçèðóåìîé öåïè.
(Ïðè ýòîì âñå íàçâàííûå îñíîâàíèÿ âõîäÿò â ñîñòàâ íóêëåîòèäîâ).
Ïðèìåð: íà ó÷àñòêå ÄÍÊ (èãðàþùåì ðîëü ìàòðèöû),
ñîäåðæàùåì íóêëåîòèäû ñ îñíîâàíèÿìè Ã-À-Ö-Ö-À-Ò,
ìîæåò ñèíòåçèðîâàòüñÿ öåïî÷êà íóêëåîòèäîâ Ö-Ò-Ã-Ã-Ò-À, åñëè ñèíòåçèðóåòñÿ ÄÍÊ.
Íî åñëè ñèíòåçèðóåòñÿ ÐÍÊ, òî â äàííîì ôðàãìåíòå âìåñòî òèìèíà (Ò) áóäåò óðàöèë (Ó),
è ê àäåíèíó ìàòðèöû ïðèñîåäèíÿåòñÿ óðàöèë ñèíòåçèðóåìîé öåïè.
Ïîýòîìó íà ìàòðèöå Ã-À-Ö-Ö-À-Ò ïîëó÷èòñÿ òàêàÿ ÐÍÊ-îâàÿ öåïî÷êà:
Ö-Ó-Ã-Ã-Ó-À
Åñëè ìàòðèöåé ÿâëÿåòñÿ íå ÄÍÊ, à ÐÍÊ,
òî âìåñòî òèìèíà (Ò) ó íåå áóäåò óðàöèë (Ó),
à ïîäîáíàÿ öåïî÷êà áóäåò òàêîé:
Ã-À-Ö-Ö-À-Ó.
È àäåíèí ñèíòåçèðóåìîé öåïè áóäåò ñâÿçûâàòüñÿ ñ ýòèì óðàöèëîì ìàòðèöû.
Òàêèì îáðàçîì, ñîåäèíåíèå íóêëåîòèäîâ ñèíòåçèðóåìîé öåïè
òîëüêî ñ êîìïëèìåíòàðíûìè èì íóêëåîòèäàìè ìàòðè÷íîé öåïè
(âîäîðîäíûìè ñâÿçÿìè)
ïîçâîëÿåò «âûñòðîèòü» íóêëåîòèäû ñèíòåçèðóåìîé öåïè â íóæíîì ïîðÿäêå.
Êðîìå ýòîãî, íóæíî ñîåäèíèòü íóêëåîòèäû ñèíòåçèðóåìîé öåïè ìåæäó ñîáîé ÔÄÝ ñâÿçÿìè
òîãäà îíè ñòàíóò öåïî÷êîé, íóêëåèíîâîé êèñëîòîé.
Îáðàçîâàíèå áîëüøèíñòâà ÔÄÝ ñâÿçåé êàòàëèçèðóåòñÿ ôåðìåíòàìè, êîòîðûå íàçûâàþòñÿ ïîëèìåðàçàìè.
Èíîãäà ðàáîòàþò ôåðìåíòû ëèãàçû.
ÔÄÝ ñâÿçè.
ÔÄÝ-ñâÿçè îáðàçóþòñÿ ìåæäó ðèáîçîé (èëè äåçîêñè/ðèáîçîé) ïðåäûäóùåãî íóêëåîòèäà
è ôîñôàòîì ïðèñîåäèíÿåìîãî (ñëåäóþùåãî) íóêëåîòèäà.
Ïðè ýòîì ôîñôàò (íîâîãî íóêëåîòèäà), åãî àòîì ôîñôîðà ïðèñîåäèíÿåòñÿ
«âìåñòî» àòîìà âîäîðîäà ÎÍ ãðóïïû ïåíòîçû
â òðè-øòðèõ ïîëîæåíèè ïðåäûäóùåãî íóêëåîòèäà.
Ñàì ôîñôàò ïðè ýòîì òåðÿåò ÎÍ àòîìû.
Êàê ïðàâèëüíî íàðèñîâàòü ÔÄÝ-ñâÿçü ìåæäó äâóìÿ íóêëåîòèäàìè.
1. Ðèñóåì äâà íóêëåîòèäà ðÿäîì (íàïðèìåð, ÖÌÔ è ÀÌÔ).
2. Æåëàòåëüíî òàê, ÷òîáû ïîä ðèáîçîé ÖÌÔ îêàçàëñÿ ôîñôàò ÀÌÔ.
3. Ó ïðåäûäóùåãî íóêëåîòèäà (ÖÌÔ) íóæíî çà÷åðêíóòü àòîì Í
â 3-ì ïîëîæåíèè ïåíòîçû
òåïåðü ÖÌÔ ñòàë òàê íàçûâàåìûì îñòàòêîì ÖÌÔ.
4. Ó ñëåäóþùåãî íóêëåîòèäà (ÀÌÔ) íóæíî çà÷åðêíóòü ÎÍ àòîìû ôîñôàòà
òåïåðü ÀÌÔ ñòàë òàê íàçûâàåìûì îñòàòêîì ÀÌÔ.
5. Çàòåì ìåæäó àòîìîì Î â 3-ì ïîëîæåíèè áûâøåãî ÖÌÔ
è ìåæäó àòîìîì ôîñôîðà áûâøåãî ÀÌÔ
íóæíî íàðèñîâàòü ñâÿçü ýòî è åñòü ÔÄÝ-ñâÿçü ìåæäó îñòàòêàìè ÖÌÔ è ÀÌÔ.
Òî÷íî òàê æå ðèñóþò ÔÄÝ-ñâÿçè ìåæäó ëþáûìè äðóãèìè íóêëåîòèäàìè.
Åñëè íàðèñîâàòü ðÿäîì 10 íóêëåîòèäîâ, à çàòåì íàðèñîâàòü ìåæäó íèìè ÔÄÝ-ñâÿçè, òî ïîëó÷àåòñÿ êîðîòêàÿ ÍÊ.
Êàê ïðîèñõîäèò ïðèñîåäèíåíèå î÷åðåäíîãî íóêëåîòèäà
ñèíòåçèðóåìîé öåïè
ê ïðåäûäóùåìó íóêëåîòèäó ñèíòåçèðóåìîé öåïè.
1). Ê àçîòèñòîìó îñíîâàíèþ î÷åðåäíîãî íóêëåîòèäà ìàòðèöû
âîäîðîäíûìè ñâÿçÿìè
ïðèñîåäèíÿåòñÿ êîìïëåìåíòàðíîå åìó îñíîâàíèå
î÷åðåäíîãî íóêëåîòèäà ñèíòåçèðóåìîé öåïè.
Ïðè ýòîì ïðèñîåäèíåííûé íóêëåîòèä ñèíòåçèðóåìîé öåïè ñîäåðæèò ÒÐÈ ôîñôàòà.
Òî åñòü äëÿ ñèíòåçà ÍÊ èñïîëüçóþòñÿ íóêëåòèäû, ñîäåðæàùèå ïî òðè ôîñôàòà.
Äðóãèìè ñëîâàìè, ñóáñòðàòàìè èëè ñûðü¸ì äëÿ ñèíòåçà ÍÊ ñëóæàòÇíóêëåîçèäÒÐÈôîñôàòû (ÍÒÔ).
2). Äâà êðàéíèõ ôîñôàòà íîâîãî íóêëåîòèäà îòùåïëÿþòñÿ,
îñòàâøèéñÿ îäèí ôîñôàò ïðèñîåäèíÿåòñÿ ê ïåíòîçå ïðåäûäóùåãî íóêëåîòèäà
ñèíòåçèðóåìîé öåïè ÔÄÝ-ñâÿçüþ
(ýòè ðåàêöèè êàòàëèçèðóþò ôåðìåíòû ïîëèìåðàçû).
Ïðè îòùåïëåíèè äâóõ ôîñôàòîâ âûäåëÿåòñÿ ýíåðãèÿ, çà ñ÷åò ýòîé ýíåðãèè îáðàçóåòñÿ ÔÄÝ ñâÿçü.
Òàêèì îáðàçîì, ñóáñòðàòàìè ïðè ñèíòåçå ÍÊ ÿâëÿþòñÿ ÍÒÔ,
íî èç-çà îòùåïëåíèÿ äâóõ ôîñôàòîâ îò êàæäîãî ÍÒÔ â ïðîöåññå ïðèñîåäèíåíèÿ íóêëåîòèäà ïîëó÷àåòñÿ òàê,
÷òî ñîñòîÿò ÍÊ èç ÍÌÔ.
ÂÈÄÛ ìàòðè÷íûõ ñèíòåçîâ (ÌÑ).
Ìàòðè÷íûå ñèíòåçû ýòî ñèíòåçû, äëÿ êîòîðûõ íóæíà ìàòðèöà,
êîòîðàÿ «ïîäñêàçûâàåò»,
â êàêîì ïîðÿäêå íóæíî ñîåäèíèòü ìîíîìåðû ñèíòåçèðóåìîãî ïîëèìåðà.
Èçâåñòíî 5 âèäîâ ìàòðè÷íûõ ñèíòåçîâ.
Âî âñåõ ÌÑ ðîëü ìàòðèöû èãðàåò ÍÊ: ÄÍÊ èëè ÐÍÊ.
Ñèíòåçèðóåìûì ïðîäóêòàìè ïðè ÌÑ ìîãóò áûòü:
ÄÍÊ, ÐÍÊ è áåëîê.
Ñèíòåç áåëêà (òî÷íåå, ïîëèïåïòèäíîé öåïè ïåðâè÷íîé ñòðóêòóðû áóäóùåé ìîëåêóëû áåëêà) íà ìàòðèöå ÐÍÊ íàçûâàåòñÿ òðàíñëÿöèåé («ïåðåâîäîì»).
Ñèíòåç ÐÍÊ íà ìàòðèöå ÄÍÊ íàçûâàåòñÿ òðàíñêðèïöèåé («ñïèñûâàíèåì»),
à ïðîòèâîïîëîæíûé ïðîöåññ ñèíòåçà ÄÍÊ íà ìàòðèöå ÐÍÊ
íàçûâàåòñÿ îáðàòíîé òðàíñêðèïöèåé.
Ñèíòåç ÄÍÊ íà ìàòðèöå ÄÍÊ íàçûâàåòñÿ ðå(äó)ïëèêàöèåé ÄÍÊ,
ñèíòåç ÐÍÊ íà ìàòðèöå ÐÍÊ íàçûâàåòñÿ ðåïëèêàöèåé ÐÍÊ
(ýòîò ÌÑ îáíàðóæåí òîëüêî ó âèðóñîâ, ó ÷åëîâåêà íå îáíàðóæåí).
Åñòü ïîíÿòèå êîìïëåìåíòàðíîãî ïàðòíåðà (ÊÏ)
âåùåñòâà, êîòîðîå íåïîñðåäñòâåííî âçàèìîäåéñòâóåò ñ ìàòðèöåé
(ïî ïðèíöèïó êîìïëåìåíòàðíîñòè).
Ïðè òðàíñëÿöèè ÊÏ ÿâëÿþòñÿ òðàíñïîðòíûå ÐÍÊ (òÐÍÊ).
Ïðè îñòàëüíûõ ÌÑ êîìïëåìåíòàðíûìè ïàðòíåðàìè ÿâëÿþòñÿ ÍÊ,
íàçûâàíèÿ êîòîðûõ ñîâïàäàþò ñ íàçâàíèÿìè ñèíòåçèðóåìûõ ÍÊ
ôàêòè÷åñêè êîìïëåìåíòàðíûìè ïàðòí¸ðàìè íàçûâàþòñÿ ÍÊ äî òîãî, êàê çàêîí÷èòñÿ èõ ñèíòåç (íå/äî/ñèíòåçèðîâàííûå ÍÊ).
 òÐÍÊ åñòü ó÷àñòîê, êîòîðûé âçàèìîäåéñòâóåò ñ ìàòðèöåé (ñ ìÐÍÊ).
Ýòîò ó÷àñòîê ñîñòîèò èç òðåõ íóêëåîòèäîâ (ÿâëÿåòñÿ òðèïëåòîì)
è íàçûâàåòñÿ àíòèêîäîíîì
ïîòîìó ÷òî äîëæåí êîìïëåìåíòàðíî ñâÿçàòüñÿ ñ òðåìÿ íóêëåîòèäàìè ìÐÍÊ,
êîòîðûå íàçûâàþòñÿ êîäîíîì.
Ê òÐÍÊ ñ îïðåäåëåííûì àíòèêîäîíîì ìîæåò ïðèñîåäèíÿòüñÿ òîëüêî îäèí àìèíîàöèë (îñòàòîê àìèíîêèñëîòû).
Çà ñ÷åò ýòîãî íà ìàòðèöå ìÐÍÊ îáðàçóåòñÿ ÏÏÖ,
ñîñòîÿùàÿ èç îïðåäåëåííûõ àìèíîàöèëîâ,
ðàñïîëîæåííûõ â îïðåäåëåííîì ïîðÿäêå (ìÐÍÊ òðàíñëèðóåòñÿ â ÏÏÖ).
Источник