14-Amaliy mashg’ulot

Ribosomalarda oqsil sintezi sxemasi.

Oqsillar biosintezi

Murakkab strukturaga ega boʼlgan polifunktsional biopolier boʼlmish oqsil molekulalarining biosintezi quyidagi ikkita bosqichda sodir boʼluvchi jarayonlar orqali amalga oshadi:

1. Oqsillarning birlamchi strukturasi boʼlmish polipeptidlarning biosintezi - translyatsiya;
2. Oqsillarning ikkilamchi, uchlamchi va toʼrtlamchi strukturasining xosil boʼlishi.
1. Polipeptidlarning biosintezi (translyatsiya) i-RNK, t-RNK, r-RNK lar ishtirokida maxsus fermentlar yordamida hujayra ribosomalarida sodir boʼladi. Bunda aminokislotalar muayyan sonda muayyan tartibda ketma-ket ulanib oqsilning birlamchi strukturasi boʼlmish maʼlum sifatga ega boʼlgan polipeptid zanjirlari sintezlanadi. Oqsilning tarkibiy qismi boʼlgan polipeptid zanjiridagi aminokislotalar tartibini belgilovchi dastlabki genetik axborot DNK molekulasida kodlangan boʼladi. Lekin DNK oqsilning, aniqrogʼi polipeptid zanjirining sintezida bevosita qatnasha olmaydi. Bu funktsiyani DNK bitta polinukleotid zanjirining muayyan qismida joylashgan nukleotidlar tartibi negizida sintezlangan i-RNK molekulasi bajaradi.
Eukariot organizmlarda i-RNK molekulasida odatda bitta gen - operator va bitta strukturaviy gen, prokariotlarda esa bitta gen operator va bir nechta strukturaviy gen kodlangan boʼladi. Har qaysi i-RNK molekulalari hujayrada bir necha daqiqa faoliyat koʼrsatadi. Shu qisqa vaqt ichida u quyidagi ikkita funktsiyani bajarishga ulguradi:
A) DNK dagi oqsil strukturasi haqidagi genetik axborotni oʼzida kodlab ribosomalarga yetkazadi;
B) Ribosomalarda polipeptid zanjirlarining sintezlanishii taʼmin etadi. Oʼz funktsiyasini bajarib boʼlgan i-RNK ning oʼrniga yangilari sintezlanib turadi. Polipeptidlarning biosintezi quyidagicha kechadi:
1.1. i-RNK ning ribosomalar bilan ulanib polisomalar hosil qilishi. Hujayra yadrosida sintezlangan i-RNK yadro poʼsti poralari orqali sitoplazmaga oʼtib sitoplazmaning oqsil sintezlanadigan organoidlari ribosomalarga ulanadi. Bir qancha ribosomalar va i-RNK ulanishi natijasida hosil boʼlgan kompelksni poliribosomalar yoki ixchamroq qilib polisomalar deyiladi. i-RNK ribosomalarning yirik va kichik subbirliklari orasidan oʼtib, oʼzida bir qancha ribosomalarni ipga marjon donalarini qator tizganday qilib birlashtiradi.
1.2. Аminokislotalarning ribosomalarga keltirilishi. Oqsillar, polipeptid zanjirlari tarkibiy qismi boʼlmish faollangan holdagi aminokislotalarni sitoplazmadan ribosomalarga yetkazish funktsiyasini t-RNK molekulalari bajaradi.

Transport RNK (t-RNK) odatda 80 ga yaqin nukleotidlardan iborat, nisbatan kichik molekula hisoblanadi. Uning molekulasi buklanib oʼzaro yaqinlashib beda bargi shaklida faoliyat koʼrsatadi. Ularning strukturasi sitoplazmadagi erkin holatdagi oqsil biosintezi uchun zarur boʼlgan aminokislotalarni ribosomalarga yetkazib, translyatsiyada qatnashish funktsiyasini bajarishga moslashgan.
Har qaysi aminokislota muayyan strukturaga ega boʼlgan t-RNK molekulasi orqaligina ribosomalarga yetkaziladi. Oqsil tapkibiga kiruvchi aminokislotalarning soni 20 ta boʼlganligi sababli t-RNKlar ham eng kami 20 ta boʼlishi kerak degan xulosaga kelindi. Maxsus oʼtkazilgan tadqiqotlar bu bashoratning toʼgʼri ekanligini tasdiqladi. Аminokislotalar t-RNK ga ulanishida aminoatsil t-RNK sintetaza fermenti va АTF yordamida faollashtiriladi. Faollashtirish jarayonida aminokislota adenozintrifosfat kislota (АTF) bilan reaktsiyaga kirishish natijasida undan ikkita difosfatdan iborat pirofosfat ajralib ketadi. Qolgan monofosfat aminokislota bilan birlashib faollashgan holatdagi aminoatsiladelinat birikmasini hosil qiladi. Shunday holatda aminokislota oʼzining spetsifik muayyan t-RNK ribozasining 3¹ uglerod atomiga ulanadi. Oqibatda aminoatsiladelinat kompleksi hosil boʼladi. Bu jarayonni baʼzi ilmiy adabiyotda rekognitsiya deb atashadi. Bayon etilgan holatda aminokislotalar ribosomalarga yetkaziladi.
1.3 Polipeptidlarning sintezlanishi – translyatsiya. Polipeptidlarning sintezlanishi oqsil sintezining birinchi, lekin hal qiluvchi bosqichi boʼlib bu jarayon ribosomalarda amalga oshadi. Hujayrada ribosomalar juda koʼp bir necha oʼn ming va baʼzan undan ham ortiq boʼladi. Ular juda mayda 20-30 nm doirasimon (yumaloq) ribonukleid zarrachalaridan iborat. Ribosomalar ikkita subbirlikdan tashkil topgan boʼladi. Ularning yirik zarrachalarini 80 S - ribosoma va kichigini 40 S ribosoma deb yuritiladi. Ularning tarkibida r-RNK va oqsillar mavjud, r-RNKlar ribosoma massasining 50-60 % ni tashkil etadi. Qolgan qismi xilma - xil oqsillardan iborat. Ribosomalarda polipeptidlar sintezlanishi jarayonini translyatsiya deb ataladi. Translyatsiya oqibatida i-RNK dagi bitta genni tashkil etuvchi nukleotidlap tartibi u sintezlayotgan polipeptiddagi aminokislotalar tartibini belgilaydi. Gen kodining koʼlami (uzunligi) u sintezlaydigan oqsil tarkibidagi aminokislotalap soniga bogʼliq. Masalan, oshqozon osti bezining mahsuli insulin 51 aminokislotadan tashkil topgan. Shuning uchun insulin genida 51 ta triplet - kodon mavjud degan xulosaga kelish mumkin. Bitta i-RNK ning bir qancha ribosomalar bilan ulanib hosil qilgan polisomalarda bir xil strukturara ega boʼlgan polipeptidlarning soni polisomalardagi ribosomalar soniga teng boʼladi.
Endi translyatsiyaning molekulyar mexanizmi bilan tanishamiz. Translyatsiya boshlanishidan oldin ribosomanint kichik subbirligida i-RNK bilan aminoatsil - t-RNK - sintetaza fermenti ulanadi. Shunday holatda ular translyatsiya jarayonini boshlashga tayyor hisoblanadi. Translyatsiya i-RNK ning boshlanish kodoni AUG dan boshlanadi. Ushbu boshlanish kodon i-RNK ning 5¹ uchida joylashgan boʼladi. Boshlanish kodonning i-RNKda joylashgan nuqtasini initsiatsiya deb atalib, u oqsil zanjiri sintezining boshlanishi hisoblanadi.
Translyatsiya jarayonida har qaysi aminokislotaning oqsil polipeptid zanjiriga ulanishi quyidagicha amalga oshadi. Ribosomaga yetib kelgan aminoatsiladelinat kompleksli t-RNK (metionin aminokislotasini tashuvchi) oʼzining antikodoni (masalan UAS) bilan i-RNK dagi muayyan unga komplementar kodon (AUG) bilan tutashadi.
Bundan soʼng ribosoma i-RNK boʼylab navbatdagi triplet - kodonga suriladi. Buning bilan navbatdagi aminokislotani keltiruvchi t-RNK ga joy tayyorlangan boʼladi. Soʼngra sintezlanayotgan oqsil zanjiriga ikkinchi t-RNK oʼzining aminokislotasini keltiradi. Birinchi aminokislota metionin ikkinchi aminokislota bilan birikadi. Bu birikishda birining COOH gruppasi bilan ikkinchisining NH₂ amin gruppasi oʼrtasida peptid bogʼi hosil boʼlib bir molekula H₂O ajralib chiqadi.
Birinchi t-RNK molekulasi ribosomadan ajralib sitoplazmaga qaytadi va yangi aminoatsiladelinat - t-RNK ni birlashtirishga kirishadi.
Sintezlanayotgan polipeptidlar tarkibidagi aminokislotalar qancha boʼlsa, yuqoridagi jarayonlar shuncha mapta takrorlanadi va sintezlanayotgan oqsil zanjiri shunchalik uzaya boradi (80-rasm). Oqsil polipeptid zanjirining uzayishini elongatsiya deb ataladi. Shy tapiqa i-RNKdagi oqsil haqidagi axborotning ribosoma tomonidan «Oʼqilishi » to oqsil sintezini tugatuvchi kodonga borib yetguncha davom etadi. Bunday kodonlar vazifasini UAA, UAG va UGA tripletlari bajaradi. bu tripletlar aminokislotalarni kodlamaydi va oqsil polipeptid zanjiri sintezining tugaganidan darak beradi, ular terminatorlar, yaьni tugatuvchilar deb atalali.
Shunday qilib, oqsil biosintezi jarayonining barcha ketma-ket sodir boʼladigan bosqichlari sxematik tarzda
Ribosomalar tarkibida ribosomal RNK va oqsillar mavjud bo’lib (ribonukleoproteinlar), ularning o’zaro munosabatidan 2 subbirlik tuziladi: katta va kichik. Ribosomalar tarkibiga kiruvchi r-RNK yadrochada sintezlanadi. Ribosomalar juda kichik bo’lgani uchun hujayrani differensial sentrifugalashda ular eng oxirida ajraladi, ya’ni sedimetitatsiyalanadi. Sedimentatsiyalash bo’yicha qilingan tajribalar ribosomalarning asosiy 2ta tipini aniqladi: ular prokariotlardagi 70 S ribosomalar va eukariotlardagi 80 S. S-(Svedberg) birligi bo’lib, sentrifugadagi sedimentatsiya (cho’kish) tezligini ifodalaydi. Uning soni qancha yuqori bo’lsa, sedimentatsiya tezligi shuncha tez bo’ladi. Mitoxondriya va plastidalarda uchraydigan ribosomalar ham 70 Sga teng bo’lib, bu ularni prokariotlarga yaqinligini ifodalaydi. Ribosomalarning asosiy vazifasi - oqsil sintezida ishtirok etish. Oqsil sintezi vaqtida ribosomalarda aminokislotalar bir-biriga ulanib, uzun polipeptid zanjirini hosil qiladi, ya’ni ribosoma oqsil sintezida molekulalarning bir-biri bilan bog’lanadigan joy bo’lib xizmat qiladi. Sintezda hujayra yadrosidan informatsiya olib keluvchi i-RNK va ri- bosomalarga aminokislotalarni tashuvchi t-RNKlar ishtirok etadi. Subbirliklar bir-biri bilan muloqotda bo’lib, oqsil sintezlovchi yoki translyatsiyada ishtirok etuvchi faol markazlarni hosil qiladilar. Birinchi markazga aminokislotani tashuvchi t-RNK keladi, ikkinchi markazda sintezlanuvchi oqsilli t-RNK joylashadi, uchinchi markazda katalizlovchi ferment o’tirib, u birinchi markazdagi polipeptidni ikkinchi markazdagi polipeptid bilan ulaydi (uzunlashtiradi). Oqsil sintezi jarayoni 3 bosqichga bo’linadi:
1. Intsiatsiya (boshlang’ich etap).
2.Elongatsiya (polipeptid zanjirining hosil bo’lishi).
3.Terminatsiya (jarayonning oxiri).
Eukariot hujayralarda ribosomalarning 2 xil guruhi uchraydi: erkin ribosomalar va endoplazmatik to’rga bog’langan ribosomalar. Endoplazmatik to’rda ribosomalar ishtirokida sintezlangan oqsillar asosan sekretsiya oqsillari.
Oqsil sintezi davomida ribosomalar m-RNK yoki i-RNK zanjiri bo’ylab harakatlanadilar, bunday tuzilma poliribosoma yoki polisoma deyiladi.
Nazorat savollari

• 
  Bazal tanacha
  
• 
  Ribosomalar ultrastrukturaviy tuzilishi (prokariot va eukariot hujayralarlarda)
  
• 
  Ribosomalar kimyoviy tarkibi va vazifalari.