Mavzu: genetik axborot uzatilishini kuzatish

Ribosoma tomonidan mRNKning tarjimasi va ishlab chiqarish sintezini ko' rgangan diagramma.
Aminoatsil tRNK sintetazalari (fermentlar ) o'ziga xosRNKlar va fayl antikodon ketma-ketligi talab qilinadigan aminokislotalar o'zining bog'lanishni katalizlaydi. Ush reaksiyaning mahsuloti aminoatsil-tRNKdir. Bakteriyalarda bu aminoatsil-tRNK EF-Tu tomonidan berilgan ribosomaga, bu yerda mRNK kodonlari o'ziga xos tNK antikodonlari bilan qo'shimcha tayanch juftligi orqali mos keladi. tRNKlarni noto'g'ri aminokislotalar bilan buzadigan aminoatsil-tRNK sintetazalari noto'g'ri zaryadlangan aminoatsil-tRNKlarni ishlab chiqarish mumkin, bu esa ishning noto'g'ri pozitsiyasida noto'g'ri aminokislotalarga olib kelishi mumkin. Bu "noto'g'ri tarjima" Genetik kodning ko'pligi tabiiy ravshan ko'pchilik organizmlarda past darajada bo'ladi, lekin ba'zi hujayrali muhitlar ruxsat etilgan mRNK dekodlashning kuchayishiga olib keladi, ba'zan esa hujayra foydasiga.
Ribosomada tRNK uchun ikkita bog'lanish joyi mavjud. Ular aminoatsil joyi (qisqartirilgan A), peptidil joyi/chiqish joyi (qisqartirilgan P/E). Ribosomalar mRNK ning 3' uchiga qarab harakat qilganligi sababli, mRNKga nisbatan uchta joy 5' dan 3' EPKga yo'qotilgan. A -sayt kiruvchi tRNKni mRNKdagi komplementar kodon bilan bog'laydi. P/E- saytio'sib qurilish polipeptid zanjiri bilan tRNKni ushlab turadi. Aminoatsil-tRNK xavfsizlik mRNKdagi tegishli kodon bilan bog'langanda, u A joyida bo'ladi. Keyin A joyidagi tRNKning aminokislotalari bilan P/E joyidagi zaryadlangan tRNKning aminokislotalari o'rtasida peptid bog'lanish hosil bo'ladi. O'sib qurilish polipeptid zanjiri A joyidagi tRNKga o'tadi. Translokatsiya sodir bo'ladi, tRNKni P / E saytida harakatga chiqadi, endi aminokislotalarsiz; A joyida bo'lgan, endi polipeptid zanjiri bilan zaryadlangan tRNK P/E joyiga ko'chiriladi va tRNK ketadi va jarayonini takrorlash uchun boshqa aminoatsil-tRNK A joyiga kiradi.



Qisqa vaqtlar bilan RNK, ribosoma, tRNK va aminokislotalardagi azotli asoslarni yaqinlashtirish orqali ko'rinadigan tarjimaning va cho'zilish bosqichlari.
Zanjir yangi aminokislota qo'shilgandan so'ng va tRNK ribosomadan tashqariga va sitozolga bozordan so'ng, energiya EF-G (bakteriyalarda ) translokazasi va a/eEF bilan bog'langan GTP gidrolizi bilan ta'minlanadi. -2 ( eukariotlar va arxeyalarda ) ribosomani bir kodon tuzatish 3' uchi tomon siljitadi . Proteinlarni tarjima qilish uchun zarur bo'lgan energiya muhim energiya ega. Tarkibida n ta aminokislota boʻlgan uchun uni oʻtkazish uchun zarur boʻlgan yuqori energiyali fosfat bogʻlanishlar soni 4 n -1 ni tashkil qiladi. Tarjima qarab har xil; u prokaryotik hujayralarda (sekundiga 17-21 aminokislota qoldig'igacha) eukaryotik hujayralarga nisbatan (sekundiga 6-9 aminokislo qoldig'igacha) yuqori darajada.

Translyatsiyani faza polimerazasining uch DNK zanjiri bilan bog'lanadi va kichik ribosoma bo'linmasi DNK bilan bog'lanmaguncha harakat qiladi. Cho'zilish katta bo'linma yig'ilganda boshlanadi va yangi cho'zilish jarayonini tugatadi.
Ribosomalar aniq va qayta ishlovchi mashinalar deb hisoblansa ham, tarjima jarayoni noto'g'ri ishlab chiqarishlar sinteziga yoki translatsiyani muddatidan oldin to'xtatilishiga olib kelishi mumkin bo'lgan xatolarga duchor bo'ladi, chunki tRNK noto'g'ri kodonga birikadi yoki tRNK noto'g'ri aminokislota bilan bog'langan. Proteinlarni sintez qilishda xatolik darajasi eksperimental sharoitga qarab 10 5 dan 1 ta va notoʻgʻri yordam 10 3 aminokislotadan 1 tagacha boʻlishi mumkin. Tarjimani muddatidan oldin tark etish jarayoni har bir tarjima qilingan kodon uchun 10-4 hodisaga teng deb baholangan. To'g'ri aminokislotato'g'ri ko'chirish RNK ​​(RNK) bilan aminokislotsil transferazlar tomonidan kovalent bog'langan . Aminokislota o'zining karboksil guruhi bilan tRNKning 3' OH ga ester bog'i orqali qo'shiladi . Agar tRNKda aminokislota bog'langan bo'lsa, tRNKzaryadlangan" deb hisoblanadi. Initi ribosomaning kichik bolinmasini mRNKning 5' uchi bilan aloqasi orqali bog'lashni o'z ichiga oladi.
Bakteriyalarda va ozchilikdagi areylarda qayta ishlab chiqarishning mRNKda Shine-Dalgarno ketma-ketligi deb olibgan puringa boy boshlanish ketma-ketligini tan o'z ichiga oladi. Shine-Dalgarno ketma-ketligi 30S ribosoma subunitining 16S rRNK qismining 3' uchida pirimidinga boy komplementar ketma-ketlik bilan bog'lanadi. Ush qo'shimcha ketma-ketliklarning bog'lanishi 30S ribosoma bo'linmasining mRNK bilan bog'lanishini va o'zgartirish'ich kodoni P-saytning 30S qismiga tushadigan kiyim-kechak hizalanishini ta' to'ldiradi. mRNK va 30S subbirligi to'g'ri bog'langandan so'ng, boshlang'ich omili tashabbuskor tRNK-aminokislotalar kompleksi f-Met-tRNKni 30S P joyiga olib keladi. Boshlanish fazasi 50S subbirligi 30 ta subbirlikka qoʻshilib, faol 70S ribosomani hosil qilgandan soʻng yakunlanadi. Polipeptidning tugashi ribosomaning A joyini mRNKdagi to'xtash-kodon (UAA, UAG yoki UGA) egallab, tozaning birlamchi tuzilishini yaratganda sodir bo'ladi. tRNK mumkin kodonlarni taniy olmaydi yoki bog'lay olmaydi. Buning o'rniga, to'xtash-kodon ajratuvchi omilining bog'lanishini ishlab chiqaradi. (RF1 va RF2), bu ribosomaning peptidil transferaza markazidan polipeptid zanjirining gidrolizlanishi orqali butun ribosoma/mRNK kompleksini demontaj qilish undaydi. Dorilar yoki mRNKdagi maxsus ketma-ketlik motivlari ribosoma tuzilmalari o' etilishi mumkin, shuning uchun yaqin qarindoshlar tRNKlar bo'shatish sifati o'rniga to'xtash kodoniga bog'lanadi. Bunday "tarjimaviy o'qish"da tarjima ribosoma keyingi to'xtash kodoniga duch kelguncha davom etadi.
Tarjima jarayoni ham eukaryotik, ham prokaryotik organizmlarda yuqori darajada tartibga solinadi. Tarjimani tartibga solish hujayraning metabolik va proliferativ holati bilan chambarchas bog'liq bo'lgan sintezning global ishlab chiqarishga ta'sir qilishi mumkin. Bundan tashqari, yaqinda bo'lgan ishlar genetik farqlar va fayl mRNK sifatida keyingi olib chiqishi ifoda ham RNKga xos tarzda tarjima ishlab chiqishga ta'sir ko'rinishida aniqladi.

tRNKning darajali tuzilishi. CCA dumi sariq rangda, qabul poyasi binafsha rangda, o‘zgaruvchan halqa to‘q sariq rangda, D qo‘l qizil rangda, antikodon qo‘li ko‘k rangda Antikodon bilan qora rangda, T qo‘li yashil rangda.
Tarjima nazorati saraton kasalligi va omon qolish uchun juda tez. Saraton xujayralari tez-tez gen ekspressiyasining tarjima fazasini tarjima tartibga solishi kerak, ammo transkripsiya kabi bosqichlar orqali nima uchun maqsadli narsalar to'liq tushunilmagan. Saraton ko'pincha genetik jihatdan o'zgartirilgan tarjimaga ega bo'lsa-da, saraton mavjud bo'yicha tarjimai o'zgartirilgan. RAS-MAPK , PI3K/AKT/mTOR , MYC va WNT-b-katening yo'llari kabi bir nechta asosiy onkogen signalizatsiya yo'llari-oqibat translatsiya orqali genomni qayta dasturlaydi. Saraton uchun ham hujayra stressiga moslashish tarjimani nazorat qiladi. Stress hujayralari stressni engillashtirishgan va omon qolishga yordam beradi mRNKlarni tarjima qiladi. Bunga misol sifatida turli xil saratonlarda AMPK ifodalanishi mumkin; uning faolligini kaskadni ishga tushiradi, bu oxir-oqibat saratonni shikastlanishdan mahrum bo'lgan apoptozdan (dasturized hujayra o'limi) qoqishga imkon beradi . Kelajakdagi saraton terapiyasi saratonning quyi oqimi ta'siriga qarshi turish uchun hujayraning tarjima mexanizmini buzishni o'z ichiga olishi mumkin.
Xulosa
Ilmiy hamjamiyatning genetik axborot, genetik aloqa va genetik kodlash nazariyalari bo'yicha eng katta muammolaridan biri DNK ketma-ketligi bilan bog'liq matematik tuzilmani aniqlashdir. Ushbu maqolada biz bunday ketma-ketliklar biologik ahamiyatga ega bo'lgan DNK ketma-ketligidagi matematik strukturani aniqlash uchun quvvat va tarmoqli kengligi samarali raqamli aloqa tizimining modeliga o'xshash genetik ma'lumotni hujayra ichidagi uzatish tizimining modelini taklif qilamiz. Genetik ma'lumotni uzatish tizimining modeli nukleotidlar ketma-ketligini aniqlash, ko'paytirish va matematik tasniflash bilan bog'liq.genetik kodlovchi tomonidan bitta zanjirli DNK. Shunday qilib, etiketkalar va tsiklik kodlar o'rnatilgan joyda genetik kodlovchi ishlab chiqiladi. Tegishli alifbolar, xaritalar, yorliqlar, ibtidoiy polinomlarning algebraik tuzilishini o'rnatish (p ( x )) va kod generatori polinomlari ( g ( x )) xatolarni to'g'rilash kodlari pastki sinflarini tavsiflashda juda muhimdir.kodlari. Ushbu oxirgi kodlar DNK ketma-ketligini aniqlash, ko'paytirish va matematik tasniflash uchun foydalidir. Ushbu modelning tavsifi mutatsion tahlil va polimorfizmlarda, yangi dori vositalarini ishlab chiqarishda va genetik takomillashtirishda qo'llanilishi mumkin bo'lgan metodologiyani ishlab chiqishga yordam berishi mumkin, shu bilan birga vaqt va laboratoriya xarajatlarini kamaytirishga olib keladi.
Keyingi tekshirishlar DNK sintezining initsiatsiyasi yana ham murakkab ekanligini ko’rsatdi. Praymazaning ta’siri oldidan kamida 5 ta oqsildan iborat kompleks hosil bo’lishi zarur ekanligi aniqlandi. Bu oqsillardan biri ATF energiyasidan foydalanib, DNK zanjiri bo’ylab harakatda bo’ladi, ya’ni praymazaning faollanishi uchun zarur bo’ladi, deb gumon qilinadi. Replikatsiyaning o’zi birin-ketin keladigan bir qancha bosqichlardan iborat. Bu bocqichlarning hammasi juda katta tezlikda, oliy darajada aniq o’tadi. DNK ning qo’sh spirali zich o’ralgan tuzilma va kodlaydigan asoslar burama ichida bo’lganidan replikatsiya qiladigan fermentlar matritsaning nukleotidlar qatorini “o’qishi” uchun ona DNK sining zanjirlari hech bo’lmasa, kalta bir bo’lagida yechilgan bo’lishi lozim.
Qo’sh zanjir o’rimining yechilishi va ikkala zanjir yangidan qo’shilib ketmasligi uchun ularni bir-biridan ma’lum masofada tutib turish vazifasini bir nechta maxsus oqsillar bajaradi. Xelikaza (helix – burama, spiral so’zidan olingan) nomli fermentlar DNK ning replikativ ayri yaqinidagi qisqa bo’laklarni yechib beradilar; buning uchun 2 molekula ATF gidrolizidan hosil bo’ladigan energiya kerak. ajralgan zanjirlar qaytadan qo’shilib ketmasligi uchun DNK-bog’lovchi oqsillar, replikatsiya jarayonida zanjirlarning juda tez yechilishida uzilib ketmasligi uchun giraza (guration – aylanish so’zidan olingan), eukariotlarda topoizomeraza va yana bir qator fermentlar va oqsillar, matritsa va initsiatorlar qatnashadi. Shuningdek, qisqa ajralish va birikishlar DNK-giraza fermenti yordamida sodir bo’ladi. U xelikazaga replikatsiya uchun DNK ni qayta aylantirishga yordam beradi. Zanjirlarning yoyilishida har bir qo’sh asosning ajratilishi uchun ikki molekula ATF – gidroliz energiyasi sarf bo’ladi. Umuman, DNK ning yoyilishi DNK replikatsiyasining eng qiziqarli va eng murakkab muammolaridan biridir.

Foydalanilgan adabiyotlar.

1. 
   MORGAN, TH: Mendel merosida tasodifiy ajratish va ulanish. Fan 34 , 384 (1911). In: Biologiyada Buyuk Eksperimentlar (tahrirlar. ML GABRIEL va S. FOGEL). Englewood Cliffs NJ: Prentice-Hall 1955 yil.
   
2. 
   MORGAN, TH: Mendel irsiyatidagi omillar va birlik belgilar. Amerika tabiatshunosi 47 , 5–16 (1913).
   
3. 
   STURTEVANT, AH: Genetika tarixi. Nyu-York: Xarper va Rou, 1965 yil.
   
4. 
   PITER, JA (ed.): Genetika bo'yicha klassik maqolalar. Englewood Cliffs NJ: Prentice-Hall 1959 yil.
   
5. 
   BURNS, GW: Genetika fani, 5-nashr. Nyu-York: Macmillan Publishing Co. 1983 yil.
   
6. 
   GARDNER, EJ: Genetika tamoyillari, 5-nashr. Nyu-York: Jon Uayli va o'g'illari 1975 yil.
   
7. 
   GOODENOUGH, U.: Genetika, 2-nashr. Nyu-York: Xolt, Rinexart va Uinston 1978 yil.
   
8. 
   HARTL, DL, FREIFELDER, D., SNYDER, LA: Asosiy genetika. Boston MA: Jons va Bartlett 1988 yil.
   
9. 
   KLUG, WS, CUMMINGS, MR: Genetika tushunchalari, 2-nashr. Columbus OH: Merill Publishing Co. 1986 yil.
   
10. 
    RUSSELL, PJ: Genetika bo'yicha ma'ruza matnlari. Oksford, Boston: Blekvell ilmiy nashrlari, 1980 yil.
    
11. 
    STRICKBERGER, MW: Genetika, 2-nashr. Nyu-York: Macmillan Publishing Co. 1976 yil.
    
12. 
    WARDLAW, AC: Eksperimental biologlar uchun amaliy statistika. Buyuk Britaniyaning Chichester: Jon Uayli va o'g'illari 1985 yil.