Baltymų biosintezė

DNR sandara ir reikšmė

DNR yra viena didelė organinė molekulė - polimeras. DNR molekulė (2 pav.) sudaryta iš dviejų polinukleotidinių grandinių, kurios tarpusavyje yra susijungusios vandeniliniais ryšiais ir susisukusios į spiralę. Viena polinukleotidinė grandinė sudaryta iš mažesnių fragmentų, t. y. nukleotidų. Yra keturių rūšių nukleotidai : Guaninas, Adeninas, Citozinas, Timinas. Visų šių nukleotidų dydžiai šiek tieks skiriasi, kadangi Guanino ir Adenino sudėtyje esančios azotinės bazės yra ilgesnės už Citozino ir Timino azotines bazes, būtent dėl šios priežasties dvi polinukleotidinės grandinės negali jungtis viena su kita išilgai šalia kitos, o susidaro spiralė. 
DNR molekulė taip yra suskirstyta į genus. Genas yra DNR molekulės atkarpa, kurioje tam tikra nukleotidų seka koduoja aminorūgščių seką baltyme. Nuskaičius šią informaciją nuo vieno geno, ląstelėje yra gaminamas baltymas (3 pav.)  iš aminorūgščių. Genetinė informacija yra nuskaitoma kodonais, t. y. trys greta stovintys nukleotidai sudaro vieną kodoną, kuris koduoja vieną aminorūgštį baltyme. Tai dar yra vadinama genetiniu kodu. Yra įrodyta, kad visose žemėje esančiose ląstelėse (bakterijos, grybai, gyvūnai ir t. t.) tie patys kodonai koduoja tokias pačias aminorūgštis, todėl visose ląstelėse baltymai yra gaminami taip pat. Iš to mokslininkai daro prielaidą, jog visi organizmai kadaise yra kilę iš vienos ląstelės, gyvavusios prieš miljardus metų.

Baltymų biosintezės etapai

Norint pagaminti baltymą, pirmiausia reikia nurašyti genetinę informaciją nuo branduolyje esančios DNR.
Tai yra vadinama transkripcija. Jos metu abi polinukleotidinės DNR grandinės atsiskiria viena nuo kitos ir yra susintetinama iRNR ( informacinė ribonukleininė rūgštis)  taip pat iš atskirų nukleotidų, pagal DNR matricą, t. y. motininę DNR polinukleotidinę grandinę. Nurašytą genetinę informaciją iRNR iš branduolio nuneša į ląstelėje esančią baltymo gamybos vietą, t. y. ribosomą arba šiurkštųjį endoplazminį tinklą. Ribosoma slenka iRNR ir ją skaito, t. y. gamina baltymą (vyksta transliacija) iš atneštų aminorūgščių, kurios yra jungiamos peptidiniais ryšiais į ilgą grandinę, t. y. baltymą. Baltymo gamyba yra vadinama transliacija , kuri turi tris etapus:
Iniciacija- baltymo gamybos pradžia. Pirmasis iRNR kodonas yra vadinamas inicialiniu kodonu, kuris koduoja inicialinę aminorūgštį- metioniną. tRNR (transportinė ribonukleininė rūgštis) atneša metioniną į ribosomos aktyvųjį centrą, susidaro vandeniliniai ryšiai tarp tRNR antokodono ir iRNR kodono, kadagi jie sutampa pagal komplementarumo principą.
Elongacija- aminorūgščių jungimas peptidinėmis jungtimis į polipeptidinę grandinėlę. t. y. baltymą. tRNR molekulės neša ribosomai aminorūgštis, tRNR antikodonas yra tikrinamas su iRNR kodonu, jeigu jie sutampa pagal komplementarumo pincipą, vadinasi atneštoji aminorūgštis yra reikalinga baltymo gamybai, susidaro vandeniliniai ryšiai. Ribosomos aktyviajame centre esančios dvi aminorūgštys yra sujungiamos peptidinėmis jungtimis.
Terminacija- baltymo gamybos pabaiga. Ribosoma slinkdama iRNR pasiekia terminalinį kodoną, kuris signalizuoja, kad baltymo gamyba yra baigta, pagamintas baltymas atsiskiria nuo ribosomos ir iRNR.

Aktino ir Miozinos baltymų skaiduolos raumeninėje ląstelėje.

Baltymų biosintezė yra vienas svarbiausių biocheminių procesų raumenų ląstelėse.
Raumenų ląstelėse (5 pav.) gaminami Aktino ir Miozino baltymai sudaro ilgus vamzdelius- miofibriles, kurie išsidėsto išilgai raumeninės ląstelės ir atlieka susitraukinėjimo funkciją, t. y. sutraukinėja raumenį, to dėka žmogaus raumenys atlieka judėjimo funkciją.
Informacijos šaltiniai
https://www.pasteur.fr/ip/resource/filecenter/document/01s-000046-03t/genetic-regulatory.pdfhttp://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/584proteinsyn.htmlhttp://nemokamai.moksliniaidarbai.lt/konspektas/402/dnr-struktura-ir-funkcija.html
Biologijos- biochemijos vadovėlis “ MADER”