القائمة الرئيسية

الصفحات



ملخص وحدة  آلية تركيب البروتين

ملخص وحدة آلية تركيب البروتين

         1.      تذكير بالمكتسبات:

دعامة المعلومات الوراثية هي الجزئية الحاملة للمعلومات
الوراثية المتواجدة في النواة وهي الـ ADN.
تكون المعلومات الوراثية على شكل مورثات في جزيئة الـ ADN ، والمورثة عبارة عن تتالي محدد من النكليوتيدات.
التعبير المورثي هو تركيب البروتين إنطلاقا من المورثة التي تشفره ويعتبر البروتين مصدر النمط الظاهري على المستوى الجزيئي ، الخلوي والعضوي).

     2.       مقر تركيب البروتين:

يتم تركيب البروتين في الخلية على مستوى الهيولى.
يؤمن انتقال المعلومة الوراثية من النواة إلى الهيولى (موقع تركيب البروتين) نمط آخر من الأحماض النووية يدعى الحمض الريبي النووي الرسول  ARNm .

التركيب الكيميائي للـ ARNm:
تم التعرف عليها حسب نواتج الاماهة الكلية والجزئية حيث:
الإماهة الكلية:
تتم في درجة حرارة عالية باستعمال NaOH وينتج عنها:
·          أنواع من القواعد الأزوتية هي:
قواعد بيريميدينية (حلقة واحدة): - (U) اليوراسيل
                                                                   (C) - سيتوزين.
قواعد بيورينية  )حلقتين): - ((G غوانين .
                                                          (A) - أدنين.
·         سكر خماسي الكربون هو سكر الريبوز C5H10O5 .
·         حمض الفوسفوريك H3PO4.
الإماهة الجزئية:
تتم باستعمال انزيمات نوعية من نوع ARNase وينتج عنها:
·         النكليوتيداتتتمثل في ارتباط حمض الفوسفوريك مع سكر
ريبوز مع قاعدة أزوتية، وحسب نوع القاعدة نجد 4 أنواع من النيكليوتيدات .
·         متعدد نكليوتيدتتمثل في ارتباط عدد قليل من النكليوتيدات.
·         نكليوزيداتوهي ارتباط سكر ريبوز مع قاعدة أزوتية.

بنية :ARNm
يتكون من سلسلة واحدة من النكليوتيدات مرتبطة مع بعضها بروابط استر فوسفاتية بين كربون 3' لسكر ريبوز النكليوتيدة الأولى
مع حمض الفوسفوريك  للنكليوتيدة الموالية  وبالتالي تبدأ سلسلة ARNm دوما بالنهاية 5՝  وتنتهي بالنهاية 3՝.

المقارنة بين ADN و ARN :
ADN
ARN
ـ حمض الريبي النووي منقوص الأكسجين .
ـ سلسلتين من النيكليوتيدات .
ـ سكر ريبوز منقوص الأكسجين
ـ توجد قواعد A-C-G-T.
ـ يتواجد في النواة عند حقيقيات النوى.
ـ حمض الريبي النووي.
ـ سلسلة واحدة من النيكليوتيدات.
ـ سكر الريبوز كامل الأوكسجين.
ـ توجد قواعد A-C-G-U.
ـ يتم بناءه في النواة لينتقل إلى الهيولى.

3. استنساخ المعلومات الوراثية:

تتم في النواة ويتم خلالها التصنيع الحيوي لجزيئة الـ  ARNm انطلاقا من الـ ADN.

 العناصر الأساسية لحدوث عملية الاستنساخ:
المورثة  )المعلومات الوراثية الأصلية على جزيئة ADN ).
إنزيم ARN بوليميراز.
أنواع من النكليوتيدات الداخلة في تركيب ARN
طاقة ATP.

2ـ مراحل الاستنساخ:                     
تمر عملية الاستنساخ بثلاث مراحل وهي:
مرحلة الانطلاق: يرتبط انزيم ARN بوليميراز بمنطقة بداية المورثة و يقوم بفتح سلسلتي الـ ADN بعد كسر الروابط الهيدروجينية ثم قراءة تتابع القواعد الأزوتية على إحدى سلسلتي الـ ADN وربط النيوكليوتيدات الموافقة لها لتركيب سلسلة من ARN.
مرحلة الاستطالة:
ينتقل الإنزيم على طول سلسلة الـ ADN لتستمر القراءة بنفس الآلية و تتطاول سلسلة الـ ARN.
مرحلة النهاية:
عند وصول الإنزيم إلى نهاية المورثة تتوقف إستطالة الـ ARNm الذي ينفصل عن الـ ADN و ينفصل الإنزيم و تلتحم سلسلتي الـ ADN.
معلومات مفيدة:
ــ اتجاه الاستنساخ يتم من بداية المورثة اتجاه نهاية المورثة , حيث سلسلة الـ ARN الناتجة يزداد طولها كلما اتجهنا نحو نهاية المورثة.
ــ اتجاه الاستنساخ يكون دوما من النهاية 3՝  الى5՝   للسلسلة المستنسخة .
ــ السلسلة المستنسخة تكون عكس اتجاه سلسلة ARNm ، بينما
السلسلة غير المستنسخة تكون في نفس اتجاه ARNm.

 3ـ دور انزيم - ARN بوليميراز:
ـ التعرف على بداية المورثة .
ـ يعمل على إزالة الإلتفاف الحلزوني لجزيئة الـADN بتكسير الروابط الهيدروجينية بين القواعد الأزوتية.
ـ يعمل على ربط نيكليوتيدات ARNm .
ـ التعرف على نهاية المورثة.

4.الترجمة:

1ـ تعريف الترجمة : هي تحويل لغة نووية) ARNm تتابع نكليوتيدات الى لغة بروتينية  )تتابع أحمض أمينية على مستوى الهيولى، باستخدام قاموس الشفرة الوراثية.

2ـ الشفرة الوراثية : تُنسخ المعلومة الوراثية بشفرة خاصةتدعى الشفرة الوراثية، وتتمثل وحدة الشفرة الوراثية في ثلاثية من القواعد تدعي الرامزة تٌشفر لحمض أميني معين في البروتين.
ـ تحول اللغة النووية الممثلة بـ 4 أحرف لقواعد أزوتية الى لغة بروتينية ممثلة ب 20 كلمة لأحماض أمينية حسب العلاقة
التالية: 34= 64.
ـ يكون عدد كلمات اللغة النووية (64 )أكثر من عدد كلمات اللغة البروتينية(20) وهذا يدل على وجود خاصية الترادف أي يمكن لعدة رامزات أن تشفر لنفس الحمض الأميني.
ـ  يبين جدول الشفرة الوراثية وجود 61 رامزة من مجموع 64تشفر لأحماض أمينية أبرزها رامزة الانطلاق AUG وتشفر للميثيونين، كما نجد 3 رامزات بدون معنى لا تشفر لأي حمض آميني هي UAA: ، UAG ، UGA وتسمى رامزات التوقف.

3ـ استعمال برنامج Anagène :
هو برنامج تعليمي الهدف منه:
عرض ومعالجة التتابعات  )قواعد أو أحماض أمينيةحيث يسمح البرنامج من تحويل المعلومات من وإلى ARN ، ADN أو تتابع الأحماض الأمينية في السلسلة الببتيدية.
يسمح بمقارنة التتابعات لنفس المورثة أو بين مورثات مختلفة
لنفس الكائن أو حتى لمورثات من كائنات مختلفة.
يسمح بتحديد مواقع ونوع الطفرات وتأثيرها على البروتين.

    5.مراحل الترجمة :

1ـ مقر تركيب البروتين في الهيولى:
تتم عملية الترجمة على مستوى متعدد الريبوزوم )البوليزوم( الذي يكون في الهيولى أو متصلا مع الشبكة الهيولية الفعالة.

2ـ تعريف متعدد الريبوزوم:
يمثل ارتباط عدد من الريبوزومات بجزيء واحد من ARNm حيث يقوم كل ريبوزوم بإنتاج سلسلة ببتيدية، وكلما زاد عددالريبوزومات المرتبطة زادت كمية البروتين المصنعة.

3ـ أنماط ال ARN المتدخلة في تركيب البروتين:
يتدخل في تركيب البروتين ثلاثة أنماط من ARN المتمثلة في:
 ــARNm الرسول.
 ــ  ARNtالناقل.
 ــ ARNr الريبوزومي.

 بنية ومكونات الريبوزوم:
يتكون الريبوزوم من تحت وحدتين يتشكلان على مستوى النوية:
 ــ تحت وحدة كبرىتتكون من 31 نوع من البروتينات ونوعين من ARNr (( 23S.5S  وتحتوي موقعين لارتباط ARNt هما موقع A وموقع P كما تحتوي على نفق لخروج السلسلة الببتيدية.
ــ تحت وحدة صغرىتتكون من 21 نوع من البروتينات
و (16S) ARNr ويوجد بها موقع لارتباط الـ ARNm يسمح بانزلاق وتنقل الريبوزوم على جزيئة الـ  ARNm.

5ـ  بنية الـ ARNt :
يتكون من سلسلة من النكليوتيدات تلتف لتأخذ شكل فراغي محدد وتتضمن موقعين رئيسيين هما:
 ـ موقع تثبيت الحمض الأمينييسمح بارتباط الحمض الأميني.
 ـ موقع الرامزة المضادةتتعرف على الرامزة في ARNm.

6ـ تنشيط الأحماض الأمينية:
تتمثل في ربط الحمض الاميني بـ ARNt الخاص به بتدخل إنزيم نوعي مع توفر طاقة ATP وتتم حسب المراحل التالية:
ـ توفر عناصر تشكل المعقد وهي : إنزيم التنشيط ، ARNt ، حمض أميني ، طاقة (ATP ) .
ـ يتشكل المعقد )أنزيم، مادة التفاعل ( :ترتبط الحمض الأميني ، ARNt  ، ATP  بالموقع الفعال للإنزيم .
ـ حدوث التفاعل وتحرير النواتج : يحدث التفاعل بإماهة الـATP  للحصول على طاقة تستعمل في ربط الحمض الأميني بالـ ARNt  ثم تحرير النواتج.

7ـ العناصر الضرورية لإنطلاق عملية الترجمة :
-الـARNm  .
- تحت وحدتي الريبوزوم الصغرى والكبرى.
- الـARNtمرتبطة بالميثيونين.
- الـ ARNt مرتبط بالحمض الأميني الثاني .
- إنزيمات وطاقة.

8ـ مراحل الترجمة:
مرحلة الانطلاق:
- يتثبت ARNm على تحت الوحدة الصغرى، ثم يتوضعARNt الخاص بالحمض الأميني الميثيونين في الموقع P للريبوزوم ويتم تعرف الـ ARNt على رامزة الانطلاق AUGفي الـ ARNm عن طريق الرامزة المضادة.
 ترتبط تحت الوحدة الكبرى لتشكيل معقد الانطلاق.
-  يتوضع ARNt الخاص بالحمض الأميني الثاني في الموقع Aللريبوزوم وفق الرامزة الثانية للـ ARNm ، يتم تكوين الرابطة
الببتيدية بين الحمضين الأول والثاني.
- مرحلة الاستطالة:
ينتقل الريبوزوم بمقدار رامزة على ال ARNm ، مؤديا الى انفصال الـ ARNt الأول عن حمضه الأميني وعن الموقع P ،
ويتغير موقع ARNt الثاني الحامل لثنائي الببتيد من الموقع A إلى الموقع P ويصبح الموقع A فارغ لاستقبال ARNt جديد حامل لحمض آميني ثالث فتتشكل رابطة ببتيدية بين الحمض الثالث وثنائي الببتيد
السابق، وهكذا تتكرر نفس الخطوات وتستطيل السلسلة الببتيدية بمقدار حمض آميني في كل خطوة.
-مرحلة النهاية:
- يصل الريبوزوم إلى إحدى رامزات التوقف على الـ ARNm
- تنفصل السلسلة الببتيدية المتشكلة وينفصل ال ARNt الأخير وتنفصل تحت وحدتي الريبوزوم عن بعضهما، كما يتم نزع الحمض الأميني الأول )الميثيونين من السلسلة الببتيدية.
يمكن للريبوزوم أن يعيد الدورة ويشكل سلسلة ببتيدية أخرى.

9ـ مصير البروتين بعد تركيبه:
تركيب البروتين على مستوى البوليزوم الذي يتواجد حر في الهيولى أو متصلا بالشبكة الهيولية.
ينتقل بفضل حويصلات انتقالية إلى جهاز غولجي أين ينضج ويتم تصنيف وتخزين وتغليف هذه البروتينات في حويصلات.
تقوم الحويصلات بنقل البروتين الى مكان عمله ونشاطه.
معلومات مفيدة :
عند بدائيات النواة يمكن للترجمة ان تبدأ قبل نهاية الاستنساخ )غياب غلاف نووي + تشكل ARNm ناضج مباشرة(.
عند حقيقيات النواة لا يمكن للاستنساخ والترجمة الحدوث في مكان واحد )وجود غلاف نووي + عملية نضج ARNm أولي(.
رسم تخطيطي يوضح مراحل تركيب البروتين
تحميل ملخص وحدة آلية تركيب البروتين     pdf   من هنا   
هل اعجبك الموضوع :

تعليقات