Ағзаның қалыпты қызметі үшін үнемі құнарлы заттар түсіп отыруы қажет. Ағза бұл құнарлы заттарды қоректен дәл сол күйінде қабылдай алмайды. Ас қорыту процесі барысында ферменттер қоректік компоненттерді ағзаның әрбір клеткасы сіңіретіндей етіп өте ұсақ бөлшектерге дейін ыдыратады. Әр клеткада бүкіл организмнің тіршілігі үшін қажетті белоктардың барлық түрін синтездеуге арналған нұсқаулық бар. Бұл нұсқаулық ДНҚ молекуласының гендерінде орналасқан. Ген – РНҚ синтезін кодтайтын ДНҚ нуклеотидтерінің тізбегі. Ген «промотордан» басталып, «терминатормен» аяқталады. Гендер сонымен қатар реттеуші тізбектен де тұрады, олар әдетте промотордың жанында немесе біршама алыста орналасады. Белоктық гендер белок синтезі үшін ақпараттық РНҚ-ны кодтайды. Бұл процесс ген экспрессиясы деп аталады. Ген экспрессиясы 2 кезеңнен тұрады: транскрипция және трансляция. Эукариот клеткаларында транскрипция процесі ядрода жүреді, онда ДНҚ матрицасынан ақпараттық РНҚ синтезделеді. Трансляция процесі клетка цитоплазмасында, рибосомада жүреді, онда ақпараттық РНҚ матрицасынан полипептид синтезделеді. Транскрипциядағы ақпараттық РНҚ синтезін «ДНҚ-ға тәуелді РНҚ-полимераза-2» жүзеге асырады. Транскрипцияның өзі 3 кезеңнен тұрады: инициация, элонгация, терминация. Инициация сатысында геннің промоторы РНҚ-полимеразаны танып байланыстыратын сайт ретінде қолданылады. Бұл өз кезегінде осы фермент үшін отырғызу ауданы болып саналады. Промотор РНҚ-полимеразаны өзімен байланыстыру немесе керісінше блоктау арқылы ген экспрессиясын реттеп отырады. Геннің промоторына келіп РНҚ-полимераза байланысқаннан кейін ДНҚ-ның 2 тізбегі бір-бірінен ажырайды. Содан соң элонгация сатысы басталады. РНҚ-полимераза ДНҚ-ның бір тізбегі бойымен жылжып, комплементарлық принципі бойынша оның 5 штрих соңынан 3 штрих соңына дейін ақпараттық РНҚ-ны синтездейді. РНҚ-полимераза геннің терминаторына жеткенде, ақпараттық РНҚ синтезі аяқталып, РНҚ-полимераза ДНҚ-дан да, синтезделген ақпараттық РНҚ-дан да ажырайды. Бұл жетілмеген пре-РНҚ. Ол белокты кодтайтын экзондар мен кодтамайтын интрондардан тұрады. Олар бірінен соң бірі кезектесіп орналасады. Ақпараттық РНҚ-ның белок синтезіне қолданылуы үшін ол 2 кезеңнен өтеді, біріншісі – жетілу кезеңі (процессинг) және екінші кезең – интрондардың кесіліп түсуі (сплайсинг), 5 штрих ұшының көшірмеленіп, 3 штрих ұшының полиаденилденуі. Сплайсинг белок-ферменттер кешені арқылы жүзеге асады, олар сплайсосоманы түзеді. Сплайсосома интрон бар аймақты кесіп, көрші экзондарды бір-біріне жалғайды. Жетілу кезеңі нәтижесінде жетілген ақпараттық РНҚ түзіледі, ол ядродан оның ядролық саңылаулары арқылы шығып, трансляция кезеңі үшін цитоплазмаға өтеді. Жетілген ақпараттық РНҚ-дағы ақпарат қалайша белокқа трансляцияланады? Ақпараттық РНҚ-ның бөліктерін кодтайтын азоттық негіздер триплет (яғни кодон) бойынша топтастырылған. Генетикалық код 64 кодоннан тұрады. 61 кодон протеиногенді қышқылдың 20 түрін кодтайды, АУГ кодоны бастама кодон болып саналады (ол арқылы трансляция басталады), ал қалған 3 кодон стоп-кодондар. Трансляцияның инициация сатысы ақпараттық РНҚ-ның 5 штрих соңына рибосоманың кіші суббірлігінің бастама кодонмен бірге байланысуы арқылы жүзеге асады. Әр аминқышқылы рибосомаға транспорттық РНҚ арқылы жеткізіледі. Аминқышқылының түрін транспорттық РНҚ-дағы антикодон тізбегі анықтайды. Комплементарлы принцип бойынша ақпараттық РНҚ кодоны транспорттық РНҚ антикодонымен байланысады. Осылайша транспорттық РНҚ метионинмен бірге ақпараттық РНҚ старт-кодонымен байланысады, пайда болған кешенге рибосоманың үлкен суббірлігі келіп бірігеді. Трансляцияның инициация сатысы осымен аяқталады. Рибосоманың үлкен суббірлігінің 3 сайтын ажыратады: Е-сайт (элиминационды), П-сайт (пептидильді) және А-сайт (аминоацильді). Элонгация сатысы басталып, жаңа аминоацил т-РНҚ жаңа аминқышқылдарын рибосомаға жеткізеді. Жеткізілген аминқышқылының сәйкес келуін ақпараттық РНҚ кодоны мен транспорттық РНҚ антикодонының комплементарлығы анықтайды. Әр т-РНҚ антикодоны нақты бір аминқышқылына сәйкес келеді. Әрбір жаңа аминоацил-т-РНҚ рибосоманың А-сайтына түсіп, т-РНҚ-ның П-сайтымен байланысқан аминқышқылы А-сайтына өтіп, сонда орналасқан аминқышқылмен пептидті байланыспен байланысады. Содан соң бүкіл трансляциялық кешен бір кодонға жиналады. Бұл уақытта т-РНҚ элиминационды Е-сайтта болып, оны босатады. А-сайт келесі аминоацил-т-РНҚ-ны қабылдау үшін босайды. Элонгация сатысы стоп-кодон А-сайтына жеткенше жалғаса береді. Бұл уақытта А-сайтқа белоктық релизинг-фактор түсіп, ол синтезделген полипептидті П-сайттан босап шығарады. Бүкіл кешен ыдырайды, бірақ ол ақпараттық РНҚ-ның 5 штрих соңынан трансляцияны қайталау үшін қайта біріге алады. Трансляцияның мақсаты – белоктарды жылдам әрі дұрыс синтездеу. Трансляцияланған полипептид көп жағдайда клеткада өз қызметін орындамас бұрын қосымша химиялық модификацияланады. #биология #транскрипция #трансляция #днк
