2-Mavzu: Transkripsiya, translyatsiya va oqsil sintezi Transkripsiya jarayoni

Translyatsiya jarayoni. Polipeptidlarning biosintezi (translyatsiya) iRNK, tRNK, rRNK lar ishtirokida maxsus fermentlar yordamida hujayra ribosomalarida sodir bo’ladi. Bunda aminokislotalar muayyan sonda muayyan tartibda ketma-ket ulanib oqsilning birlamchi strukturasi bo’lmish ma’lum sifatga ega bo’lgan polipeptid zanjirlari sintezlanadi. Oqsilning tarkibiy qismi bo’lgan polipeptid zanjiridagi aminokislotalar tartibini belgilovchi dastlabki genetik axborot DNK molekulasida kodlangan bo’ladi. Lekin DNK oqsilning, aniqrog’i polipeptid zanjirining sintezida bevosita qatnasha olmaydi. Bu funksiyani DNK bitta polinukleotid zanjirining muayyan qismida joylashgan nukleo-tidlar tartibi negizida sintezlangan iRNK molekulasi bajaradi.
Eukariot organizmlarda iRNK molekulasida odatda bitta gen-operator va bitta strukturaviy gen, prokariotlarda esa bitta gen operator va bir nechta strukturaviy gen kodlangan bo’ladi. Har qaysi iRNK molekulalari hujayrada bir necha daqiqa faoliyat ko’rsatadi. SHu qisqa vaqt ichida u quyidagi ikkita funksiyani bajarishga ulguradi: a) DNK dagi oqsil strukturasi haqidagi genetik axborotni o’zida kodlab ribosomalarga yetkazadi; b) ribosomalarda polipeptid zanjirlarining sintezlanishini ta’min etadi. O’z funksiyasini bajarib bo’lgan iRNKning o’rniga yangilari sintezlanib turadi. Polipeptidlarning biosintezi quyidagicha kechadi:
1.1. iRNK ning ribosomalar bilan ulanib polisomalar hosil qilishi. Hujayra yadrosida sintezlangan iRNK yadro po’sti poralari orqali sitoplazmaga o’tib sitoplazmaning oqsil sintezlanadigan organoidlari ribosomalarga ulanadi. Bir qancha ribosomalar va iRNK ulanishi natijasida hosil bo’lgan kompleksni poliribosomalar yoki ixchamroq qilib polisomalar deyiladi. iRNK ribosomalarning yirik va kichik subbirliklari orasidan o’tib, o’zida bir qancha ribosomalarni ipga marjon donalarini qator tizganday qilib birlashtiradi.
1.2. Aminokislotalarning ribosomalarga keltirilishi. qsillar, polipeptid zanjirlari tarkibiy qismi bo’lmish faol-langan holdagi aminokislotalarni sitoplazmadan ribosomalarga yetkazish funksiyasini tRNK molekulalari bajaradi. Transport RNK(tRNK) odatda80 ga yaqin nukleotidlardan iborat, nisbatan kichik molekula hisoblanadi. Uning molekulasi buklanib o’zaro yaqinlashib beda bargi shaklida faoliyat ko’rsatadi. Ularning strukturasi sitoplazmadagi erkin holatdagi oqsil biosintezi uchun zarur bo’lgan aminokislotalarni ribosomalarga yetkazib, translyatsiyada qatnashish funksiyasini bajarishga moslashgan. Har qaysi aminokislota muayyan strukturaga ega bo’lgan tRNK molekulasi orqaligina ribosomalarga yetkaziladi. Oqsil tarkibiga kiruvchi aminokislotalarning soni 20 ta bo’lganligi sababli tRNKlar ham eng kami20 ta bo’lishi kerak degan xulosaga kelindi. Maxsus o’tkazilgan tadqiqotlar bu bashoratning to’g’ri ekanligini tasdiqladi. Aminokislotalar tRNK ga ulanishida aminoatsil tRNK sintetaza fermenti va ATF yordamida faollashtiriladi. Faollashtirish jarayonida aminokislota adenozintrifosfat kislota(ATF) bilan reaksiyaga kirishish natijasida undan ikkita difosfatdan iborat pirofosfat ajralib ketadi. Qolgan monofosfat aminokislota bilan birlashib faollashgan holatdagi aminoatsiladelinat birikmasini hosil qiladi. SHunday holatda aminokislota o’zining spetsifik muayyan tRNK ribozasining 3 1 uglerod atomiga ulanadi. Oqibatda aminoatsiladelinat- tRNK kompleksi hosil bo’ladi. Bu jarayonni ba’zi 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 bo’lib bu jarayon ribosomalarda amalga oshadi. Hujayrada ribosomalar juda ko’p bir necha o’n ming va ba’zan undan ham ortiq bo’ladi. Ular juda mayda 20-30 nm doirasimon (yumaloq) ribonukleid zarrachalaridan iborat. Ribosomalar ikkita subbirlikdan tashkil topgan bo’ladi. 51 ta triplet– kodon mavjud degan xulosaga kelish mumkin. Bitta iRNK ning bir qancha ribosomalar bilan ulanib hosil qilgan polisomalarda bir xil strukturaga ega bo’lgan polipeptidlarning soni polisomalardagi ribosomalar soniga teng bo’ladi. Endi translyatsiyaning molekulyar mexanizmi bilan tanishamiz. Translyatsiya boshlanishidan oldin ribosomaning kichik subbirligida iRNK bilan aminoatsil- tRNK-sintetaza fermenti ulanadi. SHunday holatda ular translyatsiya jarayonini boshlashga tayyor hisoblanadi. Translyatsiya iRNK ning boshlanish kodoni AUG dan boshlanadi. Ushbu boshlanish kodon iRNK ning 5 1 uchida joylashgan bo’ladi. Boshlanish kodonning iRNKda 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 Trnk (metionin aminokislotasini tashuvchi) o’zining antikodoni (masalan UATS) bilan iRNK dagi muayyan unga komplementar kodon (AUG) bilan tutashadi. Bundan so’ng ribosoma iRNK bo’ylab navbatdagi triplet– kodonga suriladi. Buning bilan navbatdagi aminokislotani keltiruvchi tRNK ga joy tayyorlangan bo’ladi. So’ngra sintezlanayotgan oqsil zanjiriga ikkinchi tRNK o’zining aminokislotasini keltiradi. Birinchi aminokislota metionin ikkinchi aminokislota bilan birikadi. Bu birikishda birining SOON gruppasi bilan ikkinchisining N₂N amin gruppasi o’rtasida peptid bog’i hosil bo’lib bir molekula N₂O ajralib chiqadi. Birinchi tRNK molekulasi ribosomadan ajralib sitoplazmaga qaytadi va yangi aminoatsiladelinat-tRNK i birlashtirishga kirishadi.
Sintezlanayotgan polipeptidlar tarkibidagi aminokislotalar qancha bo’lsa, yuqoridagi jarayonlar shuncha marta takrorlanadi va sintezlanayotgan oqsil zanjiri shunchalik uzaya boradi. Oqsil polipeptid zanjirining uzayishini elongatsiya deb ataladi. SHu tariqa iRNKdagi oqsil haqidagi axborotning ribosoma tomonidan«o’qilishi» 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 Ularning yirik zarrachalarini80 S-ribosoma va kichigini40 S-ribosoma deb yuritiladi. Ularning tarkibida rRNK va oqsillar mavjud, rRNKlar ribosoma massasining50-60% ni tashkil etadi. Qolgan qismi xilma-xil oqsillardan iborat. Ribosomalarda polipeptidlar sintezlanishi jarayonini translyatsiya deb ataladi. Translyatsiya oqibatida iRNK dagi bitta genni tashkil etuvchi nukleotidlar tartibi u sintezlayotgan polipeptiddagi aminokislotalar tartibini belgilaydi. Gen kodining ko’lami (uzunligi) u sintezlaydigan oqsil tarkibidagi aminokislotalar soniga bog’liq. Masalan, oshqozon osti bezining mahsuli insulin 51 aminokislotadan tashkil topgan. SHuning uchun insulin genida 51 ta triplet– kodon mavjud degan xulosaga kelish mumkin. Bitta iRNK ning bir qancha ribosomalar bilan ulanib hosil qilgan polisomalarda bir xil strukturaga ega bo’lgan polipeptidlarning soni polisomalardagi ribosomalar soniga teng bo’ladi.
Endi translyatsiyaning molekulyar mexanizmi bilan tanishamiz. Translyatsiya boshlanishidan oldin ribosomaning kichik subbirligida iRNK bilan aminoatsil- tRNK-sintetaza fermenti ulanadi. SHunday holatda ular translyatsiya jarayonini boshlashga tayyor hisoblanadi. Translyatsiya iRNK ning boshlanish kodoni AUG dan boshlanadi. Ushbu boshlanish kodon iRNK ning 5 1 uchida joylashgan bo’ladi. Boshlanish kodonning iRNKda 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 tRNK (metionin aminokislotasini tashuvchi) o’zining antikodoni (masalan UATS) bilan iRNK dagi muayyan unga komplementar kodon (AUG) bilan tutashadi(79-rasm, A). Bundan so’ng ribosoma iRNK bo’ylab navbatdagi triplet– kodonga suriladi. Buning bilan navbatdagi aminokislotani keltiruvchi tRNK ga joy tayyorlangan bo’ladi. So’ngra sintezlanayotgan oqsil zanjiriga ikkinchi tRNK o’zining aminokislotasini keltiradi. Birinchi aminokislota metionin ikkinchi aminokislota bilan birikadi. Bu birikishda birining SOON gruppasi bilan ikkinchisining N2N amin gruppasi o’rtasida peptid bog’i hosil bo’lib bir molekula N2O ajralib chiqadi. Birinchi tRNK molekulasi ribosomadan ajralib sitoplazmaga qaytadi va yangi aminoatsiladelinat-tRNK ni birlashtirishga kirishadi.
Sintezlanayotgan polipeptidlar tarkibidagi aminokislotalar qancha bo’lsa, yuqoridagi jarayonlar shuncha marta takrorlanadi va sintezlanayotgan oqsil zanjiri shunchalik uzaya boradi. Oqsil polipeptid zanjirining uzayishini elongatsiya deb ataladi. SHu tariqa iRNKdagi oqsil haqidagi axborotning ribosoma tomonidan «o’qilishi» 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, ya’ni tugatuvchilar deb ataladi.
YUqorida bayon etilgan oqsil sintezining birinchi bosqichi shu tariqa tugab uning ikkinchi bosqichi boshlanadi.