Back to chapter

9.11:

البروتينات : من الجينات الى التحلل

JoVE Core
Molecular Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Molecular Biology
Proteins: From Genes to Degradation

Languages

Share

يجب ان تتبع الخلايا عملية متعددة الخطوات لتخليق بروتين منطوي بدقة من المعلومات المشفرة في الجينات و هذه العملية بها خطوتين رئيسيتين-النسخ والترجمة. النسخ هو نقل المعلومات من دى إن أيه إلى أر إن إيه الرسول أو جزيء mRNA. هنا آر إن أيه بوليميراز 2 تنسخ المعلومات المشفره على جين ال دى إن أيه إلي النسخة الأولى من الماسنجر أو أر إن إيه الرسول.تسلسل النيكلوتيدة فى دي ان ايه تحدد الشفره الوراثية على أر إن إيه الرسول النسخة الأولى من آر إن إيه الرسول يحتاج ان يخضع بسلسلة من خطوات المعالجة،مثل إضافة غطاء عند النهاية 5`إضافة عديد من الأدنين عند النهاية 3, والوصلة في النواه لتكوين ماسنجر ار ان اي ناضج. وبعد التحقق من معايير الجوده داخل النواه،الحمض النووي الرايبوزي الناضج يتم نقله حينئذ من خلال مركبات الثقوب النووية إلى السيتوبلازم. في السيتوبلازم،الريبوسوم يقوم بإجراء فحص جودة على أر إن إيه الرسول،ويتم تفكيك أر إن إيه الرسول المعالج بطريقة خاطئة أثناء الترجمة،ويُتَرجَم الريبوسوم أر إن إيه الرسول المعالج بشكل صحيح إلى سلسلة من الأحماض الأمينية بمساعدة مجموعات آر إن إيه الناقلة.تسلسل الحمض الأميني في عديد البيبتيدات يعتمد على كودونات ثلاثية في أر إن إيه الرسول. عديد البيبتيدات المشكلة حديثا ثم يتم طيه إلى بروتين بمساعدة الشابيرون يؤدي ذلك إلى البنية الثلاثية الوظيفية للبروتين. خطأ في عملية الترجمة قد يؤدي إلى حدوث خطأ فى عديد البيبتيدات وبالتالي بروتين مطوي بشكل خاطئ وقد يكون ذلك ساماًللخلية.مثل هذه الأخطاء المطوية أو البروتينات غير طبيعية يتم تمييزها سريعاًباستخدام جزيئات وتحللها في البروتيوسومات

9.11:

البروتينات : من الجينات الى التحلل

داخل النظام البيولوجي ، يقوم الحمض النووي بتشفير الحمض النووي الريبي (RNA) ، كما يحدد تسلسل النيوكليوتيدات في الحمض النووي الريبي (RNA) بشكل أكبر تسلسل الأحماض الأمينية في البروتين. ويشار إلى ذلك بـ & # 8220 ؛ العقيدة المركزية للبيولوجيا الجزيئية & # 8221؛ – مصطلح صاغه فرانسيس كريك. العقيدة المركزية هي مبدأ ثابت في علم الأحياء يحدد تدفق المعلومات الجينية داخل أي شكل من أشكال الحياة. والخطوتان الأساسيتان في العقيدة المركزية هما – النسخ والترجمة.

النسخ هو تخليق جزيئات الحمض النووي الريبي بواسطة بوليميراز الحمض النووي الريبي والبروتينات الملحقة الأخرى باستخدام الحمض النووي كقالب. يحدث في ثلاث مراحل – البدء والاستطالة والإنهاء ويؤدي إلى جزيئات RNA المبكرة التي تحتاج إلى مزيد من المعالجة. بينما في حقيقيات النوى ، تحدث عملية النسخ بأكملها داخل نواة الخلية المحددة ؛ يحدث النسخ في بدائيات النوى في السيتوبلازم نفسه. بالإضافة إلى ذلك ، بينما تحتوي بدائيات النوى على نوع واحد فقط من بوليميريز الحمض النووي الريبي ، فإن الخلايا حقيقية النواة لها ثلاثة أنواع من بوليميريز الحمض النووي الريبي – الأول والثاني والثالث لنسخ فئات مختلفة من الحمض النووي الريبي.

في حقيقيات النوى ، عادةً ما تتم معالجة جزيئات ما قبل الرنا المرسال إلى مرنا ناضج جنبًا إلى جنب مع النسخ. كما أنه ضروري لنقله إلى السيتوبلازم ، حيث يمكن ترجمته إلى بروتين. تقوم الريبوسومات الموجودة في السيتوبلازم بفك تشفير جزيئات الرنا المرسال بمساعدة جزيئات الحمض النووي الريبي ، وتوليف سلسلة من الأحماض الأمينية. داخل الريبوسومات تتشكل روابط الببتيد بين الأحماض الأمينية المؤدية إلى عديد الببتيد. يتم طي هذا البولي ببتيد لاحقًا في بروتين نشط يمكنه أداء وظائفه داخل الخلية.

يمكن أن يتضح أن أي عيوب في هذه العملية بأكملها ضارة بالخلية. لذلك ، تفرض الخلايا فحوصات الجودة في مراحل مختلفة لضمان تخليق البروتين المناسب. أي RNA أو جزيء بروتين معيب يتحلل بالتالي من خلال آليات محددة مسبقًا.

Suggested Reading

  1. Clancy, S. & Brown, W. (2008) Translation: DNA to mRNA to Protein. Nature Education 1(1):101