단백질 합성 :다른 RNA 및 단계

1950 년대와 1960 년대까지, 연구는 DNA가 단백질 합성에 필요하다는 사실을 지적했다. 단백질은 무엇보다도 세포에서 효소 및 구조적 성분으로 작용할 수 있습니다. 예를 들어 단백질은 인간의 호르몬 인슐린과 근육 섬유를 구성합니다. 

단백질 합성 공정은 대부분의 단백질을 구성하는 20 개의 아미노산의 공급을 포함하여 수많은 중요한 성분이 필요합니다. 과정에서 작동하려면 효소 세트도 필요합니다. 단백질 합성에는 데 옥시 리보 핵산 (DNA) 및 리보 핵산 (RNA)이 필요하다.

단백질 합성이란 무엇입니까?

앞으로 나아 가기 전에 단백질 합성이 무엇인지 이해하는 것이 중요합니다. 단백질 분자가 생성되는 과정입니다. 살아있는 유기체의 아미노산 합성, 전사, 번역 및 번역 후 사건이 포함됩니다.

단백질 합성 공정의 전제 조건

아미노산이 어떻게 연결되는지는 단백질 분자의 구조에 중요합니다. 아미노산 시퀀싱은 단백질 분자를 다른 사람과 구별하는 코딩의 형태입니다. 이 아미노산 코드는 DNA의 유전자 정보에 의해 결정됩니다. DNA에서 질소 뉴클레오티드의 서열은 유전자 코드를 구성한다. 단백질 합성의 주요 개념은 질소 염기를 아미노산 서열로 전환하는 데 기초합니다.

세포질에서, 단백질 합성 과정이 일어난다. RNA는 DNA로부터 세포질로 정보를 수송한다. RNA는 몇 가지 차이가있는 DNA와 비슷합니다. RNA의 당은 데 옥시 리보스 대신 리보스이고, 피리 미딘 우라실은 티민 대신 RNA 뉴클레오티드에 존재한다.

다른 RNA

RNA의 세 가지 변이체는 단백질 합성에 관여한다. 그들은 다음과 같습니다.

1. Ribosomal RNA (rRNA)
2. Messenger RNA (mRNA)
3. Transfer RNA (trna)

리보솜 RNA (RRNA)는 리보솜의 생산에 사용된다. 리보솜은 RRNA 및 단백질의 미세 분자입니다. 단백질을 형성하기위한 아미노산 결합 단계는 리보솜 내에서 발생합니다. 리보솜은 세포의 세포질뿐만 아니라 소포체를 따라 풍부하다.

전이 RNA는 또 다른 중요한 형태의 RNA (TRNA)입니다. 전이 RNA는 세포의 세포질에서 발견되고 단백질 생산을 위해 아미노산을 리보솜으로 수송한다. 효소는 단백질 합성 동안 매우 정확한 방식으로 TRNA 단위를 아미노산에 결합시킨다. 예를 들어, TRNA의 분자 X는 아미노산 X에만 연결되는 반면, TRNA의 분자 Y는 아미노산 Y에만 결합 할 것이다.

메신저 RNA로 자주 알려진 mRNA는 단일 가닥 RNA 분자입니다. 그것은 DNA와 유사하며 DNA와 동일한 유전자 데이터를 포함합니다. 번역 과정은 단백질의 형성을 초래한다. mRNA에 함유 된 3-베이스 코돈은 아미노산으로 번역되어 단백질의 형성을 초래한다. 진핵 생물에서, mRNA 합성은 핵에서 발생하여 세포의 세포질로 옮겨져 번역 또는 단백질 합성이 발생한다.

mRNA, TRNA 및 RRNA 합성은 효소 RNA 폴리머 라제의 과정에서 발생합니다.

단백질 합성 단계

단백질 합성 단계는 전사 및 번역의 두 가지입니다. 각각은 아래에서 자세히 설명합니다. 

전사

전사는 단백질 합성 단계 중 첫 번째입니다. 그것은 분자 생물학 (중심 교리라고 함)의 기본 가정입니다 :DNA-> RNA. DNA의 유전자 정보가 mRNA로 전달되는 과정입니다. 전사는 진핵 세포의 핵에서 발생합니다. 전사 동안, 유전자로 알려진 가닥 DNA 분자에 상보적인 mRNA 가닥이 형성된다. DNA 서열은 유전자를 쉽게 확인할 수있다. 유전자는 프로모터, 코딩 서열 (읽기 프레임) 및 터미네이터의 세 가지 기본 영역을 가지고 있습니다.

전사와 관련된 단계

전사와 관련된 세 단계가 있습니다 :시작, 신장 및 종료.

1. 전사의 시작을 시작이라고합니다. RNA 중합 효소 효소가 유전자의 프로모터에 부착 될 때 발생합니다. 이로 인해 DNA가 풀려서 효소가 DNA 가닥에서 질소 염기를 "읽어"할 수 있습니다. RNA 폴리머 라제는 이제 동등한 염기 서열을 갖는 mRNA 가닥을 구성 할 준비가되어있다. 프로모터는 결과 mRNA에 포함되지 않습니다.
2. 신장은 메신저 RNA (mRNA)에 뉴클레오티드를 추가하고 있습니다.
3. 종료는 전사의 결론을 말합니다. 효소는 터미네이터를 전사 할 때 DNA로부터 분리된다. 이 단계 후, mRNA 가닥이 생성된다.

mRNA 합성은 "정지"코돈이 달성 될 때 종료됩니다. mRNA는 DNA 분자로부터 분리되어 이중 나선을 생성하기 위해 재설정된다. 한편, mRNA 분자는 핵의 간격과 세포 시토 졸로 이동하여 세포질 또는 거친 소포체를 향해 가서 리보솜에 부착된다.

처리

새로 생성 된 mRNA 또는 1 차 전 사체는 hnRNA로 알려져 있으며 성숙한 mRNA로 변환되기 전에 처리되어야합니다. 이것을 HNRNA의 전사 후 처리라고합니다. 

코딩 및 비 코딩 섹션 인 엑손과 인트론은 모두 hnRNA에서 발견됩니다. 스 플라이 싱, 캡핑 및 테일링을 통과합니다.

• 스 플라이 싱은 기본 전사 스크립트의 인트론이 삭제되고 엑손이 서로 연결되는 과정입니다.
• 캡핑은 hnRNA의 5 '위치 (보통 메틸 구아노신 트리 포스페이트)의 5'위치에 드문 뉴클레오티드의 캡을 추가하는 것을 수반합니다.
• 테일링은 공정의 3'- 말단에서 200-300 아데 닐 레이트 잔기를 추가하는 것입니다. 꼬리는 엑소 뉴 클레아 제 파괴로부터 RNA를 방패하고 전사 중단, mRNA 수송 및 번역에서 중요하다.

HNRNA 처리 후, mRNA는 세포질로 전달되고 번역 과정을 겪는다. 

번역

번역은 분자 생물학의 중심 교리 인 RNA-> 단백질의 두 번째 구성 요소입니다. 단백질을 만들기 위해 mRNA에서 유전자 정보를 읽는 과정입니다. 핵을 떠난 후, mRNA는 rRNA와 단백질로 구성된 리보솜으로 간다. 리보솜은 mRNA에서 코돈 패턴을 인식하고, TRNA 분자는 리보솜에 올바른 순서로 아미노산을 수송한다. 

전사와 마찬가지로 번역 과정은 시작, 신장 및 종료의 세 단계로 나뉩니다.

• 시작 :

mRNA는 핵 기공을 통해 핵을 떠나 전사 후 세포의 세포질에 도달합니다. 리보솜의 성분은 메틸화 캡 및 시작 코돈을 함유하는 영역에서 mRNA에 부착합니다. 그런 다음 이들은 mRNA의 시작 코돈과 일치하는 항 코돈을 포함하는 TRNA로 연결됩니다. 개시 복합체는이 세 분자 (mRNA, 리보솜, TRNA)의 모음입니다.

• 신장 :

TRNA는 mRNA 코돈 및 TRNA 항 코돈을 포함하는 상보 적 염기 쌍을 통해 발달하는 폴리펩티드에 아미노산을 계속 제공한다. TRNA가 리보솜으로 들어가면, 하나의 아미노산이 발달하는 폴리펩티드에 첨가된다. 이 교환이 끝나면 trna는 리보솜을 나옵니다. 리보솜은 mRNA를 따라 하나의 코돈 거리를 발전시키고, 적절한 아미노산으로 대체 된 tRNA가 들어갑니다. 이 절차가 반복 될 때 폴리펩티드는 확장됩니다.

• 종료 :

정지 코돈은 mRNA 코딩 후 신장 단계를 종료합니다. 정지 코돈은 TRNA가 아니라 오히려 방출 인자를 필요로하며, 이는 전체 단위 (mRNA, 리보솜, TRNA 및 폴리펩티드)가 분해되어 모든 내용물을 방출하게합니다.

단백질 합성 후, 더 많은 합성 및 작용을 위해 리보솜에서 가져온다. 예를 들어, 단백질은 세포 배출 전에 골지 장치에 보관 될 수 있거나 소화 효소로 보존 될 수있다. 단백질은 세포에서 구조적 요소로서 사용되거나 인슐린과 같은 호르몬으로 생성 될 수있다. 합성 후, mRNA 단위는 분해되고, 뉴클레오티드는 핵으로 돌아옵니다. TRNA 화합물은 다른 아미노산에 합류하기 위해 시토 졸로 후퇴하는 반면, 리보솜은 신선한 mRNA 분자의 출현을 준비합니다.

결론

단백질 합성이란 무엇입니까? 단백질 합성은 세포가 단백질을 생성하는 과정을 지칭한다. 전사 및 번역은 두 단계입니다.

전사는 DNA의 유전자 지시가 핵에서 mRNA로 전달되는 과정이다. 그것은 시작, 신장 및 종료의 세 단계로 나뉩니다. 전사 후 mRNA는 정보를 리보솜으로 운반합니다.

rRNA 및 펩티드로 구성된 리보솜은 번역이 발생하는 곳입니다. mRNA의 명령은 번역 중에 읽히고, TRNA는 아미노산의 올바른 순서를 리보솜 분자로 운반한다. 

폴리펩티드 사슬을 합성 한 후, 완성 된 단백질을 생성하기 위해 추가 처리를 거칠 수 있습니다.

자주 묻는 질문

1. 리보솜의 역할을 언급하십시오.

A. 리보솜은 다음과 같은 기능을 가지고 있습니다.

• 리보솜은 단백질 또는 폴리펩티드 생산을 담당합니다.
• 리보솜은 리보솜 RNA를 포함하며, 이는 mRNA 및 trnas에 대한 부착 위치입니다.
• 그것은 더 큰 서브 유닛의 갈라진 구간에 그것을 포획하여 세포질 효소에서 새로 생산 된 단백질을 보호합니다. 

2. 전사 과정에서 DNA 가닥이 모두 복제되지 않는 이유는 무엇입니까? 설명하다. 

A. i) 두 가닥이 RNA를 암호화하는 경우, 2 개의 RNA 분자와 2 개의 별도의 단백질이 생성되어 유전자 구성을 복잡하게한다.

1. ii) RNA 분자가 상 동성이기 때문에, 그들은 번역을 겪지 않고 이중 가닥 RNA를 생성하기 위해 함께 코일을 코일로, 전사가 무의미하다는 것을 암시한다.
.

3. RNA의 세 가지 형태는 무엇이며 단백질 합성에서 어떤 기능을 하는가?

 A. RNA에는 세 가지 종류가 있습니다 :

• Messenger RNA (mRNA) :mRNA는 DNA의 유전자 데이터를 처리하고 단백질을 생산하기 위해 처리 할 수있는 형식으로 전환합니다. mRNA는 세포의 핵에서 세포질로 유전자 데이터를 운반합니다.
• rRNA는 리보솜 RNA를 나타냅니다 :rRNA는 세포의 세포질에 존재하며, 그 안에 리보솜이 존재합니다. 단백질로의 mRNA의 합성은 rRNA에 의해 지시된다.
• trna는 전이 RNA :rRNA와 같은 tRNA를 나타냅니다. RRNA는 세포질에서 발견되며 단백질 생산에 필수적입니다. RNA 전달은 아미노산을 리보솜으로 수송한다. 그런 다음 아미노산을 결합하여 조립하여 단백질을 생산할 수 있습니다.