Amaliy mashg’ulotlar materiallari amaliy mashg`ulot №1. Oqsil molekulasining aminikislota tarkibini aniqlash usullari

Biologik kod


2- rasm. Oqsil biosintezining sxemasi.
3- rasm. Oqsil biosintezi. I –IV –initsiasiya, V – VII –elongatsiya, VIII – X-terminatsiya
5- rasm. Poliribosomalarda oqsil sintezi.


Amaliy mashg`ulot №4.
Oqsil va peptidlarning aminokislota ketme ketligini aniqlash usullari.

Oksil sintezi besh boskichda boradi:

1.Aminokislotalarning faollanishi.
2.Initsiatsiya –sintezning boshlanishi.
3.Elongatsiya –polipeptid zanjirning uzayishi.
4.Terminatsiya –polipeptid zanjir sintezining tugallanishi.
5.´z-°zidan °ralish va protsessing.
Xar bir boskichni aloxida kurib chikamiz.
1.TSitoplazmada xar bir 20ta aminokislota uzining spetsifik tRNKsi bilan kovalent boglar yordamida birikib, aminoatsil-tRNK xosil kiladi. Bunda ATF energiyasi sarflanadi va magniy ionlari ishtirok etadi. Reaktsiya xar bir aminokislota va ma’lum tRNK uchun spetsifik bulgan aminoatsil-tRNK sintetaza fermenti yordamida boshkariladi. Bu reaktsiya 2 boskichda boradi:
A) R-SN₂-SN-SOON +ATF  R-SN₂-SN-SOO-AMF + RR
NN₂ NN₂
Aminokislota aminoatsiladenilat
B) R-SN₂-SN-SOOAMF +tRNK  R-SN₂-SN-SOO-tRNK + AMR
NN₂ NN_{2
aminoatsil t-RNK}
2. Polipeptid zanjir sintezining initsiatsiyasi.
Ma’lum polipeptid xakida axborot tutuvchi mRNK ribosomaning kichik subbirligi bilan birikadi, keyin esa ma’lum tRNKga birikkan initsiatsiyani boshlovchi aminokislota bilan boglanadi va natijada initsiatsiya kompleksi xosil buladi. Initsiatsiya kiluvchi aminokislotani olib keluvchi tRNK mRNK tarkibidagi polipeptid zanjirining boshlanishi xakida axborot saklovchi maxsus triplet yoki kodon bilan komplementarlik printsipi asosida boglanadi. Bu jaraenning sodir bulishi uchun GTF va initsiatsiya kiluvchi 3 xil omil – IF-1, IF -2, IF -3 bulishi kerak. Initsiatsiyaning birinchi boskichida IF-3 ribosomaning 30S- subbirligi bilan boglanadi, bu esa 30S va 50S subbirliklarining birikishiga yul kuymaydi.
Sungra 30S subbirlik mRNK bilan shunday birikadiki, natijada mRNKdagi AUG kodoni 30S-subbirlikning ma’lum kismi bilan boglanadi.
Ikkinchi boskichda initsiatsiyalovchi kodon GTF bilan boglangan IF-2 va N-formilmetionin-tRNK^{f met} bilan birikadi.
Uchinchi boskichda xosil bulgan 50S ribosoma subbirligi 30S subbirligi bilan birikadi. Bu boskichda IF –1 ishtirok etadi. Sung GTF GDF va fosfatgacha gidrolizlanadi, initsiatsiya omillari ajralib chikadi. Initsiatsiyalovchi kompleks deb nom olgan funktsional aktiv 70S ribosoma xosil buladi.
Ribosomadagi katta subbirlikda 2 aktiv markaz tafovut kilinadi:
1. A-kism –aminoatsil
2. R-kism –peptidil.
Initsiatsiyani boshlovchi fmet-tRNK fakat R-kism bilan boglanishi mumkin. kolgan yangi keluvchi amino-atsil-tRNKlar A-kismga birikadi, R kism ribosomaning aminokislotadan bushagan tRNKlar ketadigan joyi xisoblanadi.
3. Elongatsiya.
Aminokislotalarning ketma-ket kovalent boylanishi orkali polipeptid zanjirning uzayishi sodir buladi. Bu 3 boskichda davom etadi:
1. Tu elongatsiya faktori bilan kompleks xosil kilgan boglariga GTF tutuvchi ikkinchi amino-atsil-tRNK ribosoma bilan boglanadi. GTF gidrolizlanadi, xosil bulgan GDF Ts elongatsiya faktori katalizlaydigan reaktsiya natijasida kaytadan GTFga aylanadi.
2. Ribosomaning A va R markazlarida joylashgan tRNKlarning aminokislotalari urtasida peptid bogi xosil buladi. Bu jarayonni peptidiltrasferaza katalizlaydi va A iarkazida peptidiltRNK xosil buladi. R markazida esa «bush» tRNK^fmetkoladi.
3. Ribosoma buylab mRNK 3 oxirga tomon bir kodonga siljiydi. Dipeptidil tRNK A markazdan R markazga siljiydi, bu vaktda bushagan tRNK R markazdan ajraladi va kaytadan tsitoplazmaga utadi.Bu boskich peptidiltranslokaza fermenti ta’sirida ruy beradi. Endi A markazda uchinchi aminokislota joylashadi, dipeptid esa R markazga utadi. mRNKning ribosoma buyicha siljishiga translokatsiya deyiladi. Bunda elongatsiya Q faktori yoki translokaza ishtirok etadi va bir molekula GTF sarflanadi.
Terminatsiya va polipeptid zanjirning ajralishi
mRNKdagi terminator kodonlar orkali polipeptid zanjir sintezining tamom bulganligi xakida xabar beradi va polipeptid maxsus R1, R2, R3 ”rilizing” faktorlar ta’sirida ribosomadan ajraladi. UAA, UAG, UGA tripletlari terminator kodonlar vazifasini uynaydi.
Polipeptid zanjirning uralishi va protsessing.
Polipeptid uzining nativ biologik shaklini egallashi uchun ma’lum fazoviy konfiguratsiyaga ega bulib uralishi kerak. Uralishdan oldin yoki yangi sintezlangan polipeptid zanjir fermentlar ta’sirida sodir buladigan protsessinga (etilishga ) uchraydi. Bu vaktda initsiatsiyalovchi aminokislotalar, ortikcha aminokislota koldiklari ajratiladi, ba’zi aminokislotalardagi fosfat, metil, karboksil va boshka gurux koldiklari, shuningdek oligosaxaridlar yoki prostetik guruxlar biriktiriladi.
Oksil molekulasining yoki uning subbirligining yetilish jaraenida oksilning birlamchi strukturasida uzgarishlar sodir bulishi mumkin. Bunda polipeptid zanjir parchalanishi va kiskarishi mumkin. Ba’zi polipeptid zanjirlarning translyatsiyadan sung buladigan uzgarishi kator aminokislota koldiklarining fosforlanish va atsetillanishidan iboratdir. Ba’zi fermentlar, xususan xujayra yuzasida joylashganlar, polisaxaridlar bilan birikishi, membranada joylashganlari lipidlar bilan birikishi mumkin.
Trnaslyatsiyadan sung polipeptidlarning parchalanishi u yoki bu xolatda kupgina oksillarga xosdir. Oksilning translyatsiyadan sung uzgarishi xar xil translyatsiya maxsulotlarining parchalanishidan iborat. Bu jaraenlar juda keng tarkalgan. Misol uchun oshkozon-ichak kanalida fermentlarning aktivlanishi oksilning parchalanish yeki kisman proteoliz natijasidir.
Ma’lumki 2 polipeptid zanjirdan iborat insulin bir polipeptid zanjirdan iborat proinsulinning parchalanishi natijasida xosil buladi. Ba’zi translyatsiya maxsulotlarining yetilishi ularga bir necha proteolitik fermentlar ta’sirida parchalanishdan iboratdir. Kollagen subbirliklari prokollagenning parchalanishi natijasida xosil buladi.
Kup zanjirli oksillar konformatsiyasining xosil bulishi uchun maxsus genetik omillar ta’sir etmaydi, balki ularning xosil bulishida polipeptid zanjiridagi aminokislotalarni ketma-ket joylashi ya’gi birlamchi strukturasi asosiy axamiyatga ega (masalan, gemoglobin, alьdolaza, GDG va boshkalar).
SHunday kilib, genlarning asosiy vazifasi aminokislotalar ketama-ketligini xakida irsiiy axbortni saklash, ikkilamchi va uchlamchi struktura esa genetik determinantga boglik bulmasdan, uz-uzidan sodir buladi.
Oksil molekulasiga oksil bulmagan komponentlarning birikishi genetik nazoratsiz buladi. Misol: gemoglobinning xosil bulishi gemning globin bilan uz-uzidan rekombinatsiyalanishi natijasida xosil bulib, bunda genetik nazorat axamiyatga ega.
SHu tarzda kupgina prostetik guruxlar (masalan, flavinlar, gem, piridoksalьfosfat, NAD, NADF), kofaktorlar (metall ionlari) apofermentlar bilan birikib aktiv ferment xosil kiladilar.
Polipeptid zanjirdagi oksillarning fosforillanishi, metillanishi va xakozolar polipeptid zanjir sintezlanayotganda yoki sintezlanish tamom bulgandan keyin buladi. Bu modifikatsiyalarni katalizlovchi fermentlarning sintezi, spetsifikligi genetik kontrol asosida buladi. Fermentalrning modifikatsiyasi ular aktivligini boshkarishda muxim rol uynaydi. Masalan, fosforilaza, glutamilsintetaza.
SHunday kilib, oksilning ikkilamchi, uchlamchi va turtlamchi strukturasining xosil bulishi maxsus genetik nazorat omillarini talab etmaydi va oksilning birlamchi strukturasi tomonidan belgilanib termodinamik erkin jaraen deb xisoblanadi va uz-uzidan sodir buladi.