7 Бактериялардағы трансляция процесінің инициациясы және оның этаптары.

ДНК транскрипциясы ининциация, элонгация және терминация деп аталатын. 3-сатыдан тұрады. Бұл процесте ДНК-ға тәуелді РНК полимераза ферменті басты роль атқарады. Осы ферменттің көмегімен клеткалардың барлық РНК типтері (и РНК, т РНК, р РНК) синтезделеді. Прокариоттарда осы үш түрлі РНК-ң синтезіне жалғыз РНК полимераза қатысады. Ал эукариоттарда 3 түрлі РНК полимераза кездеседі. Ішек таяқшасы бактериясының РНК полимеразасы голофермент және фермент комплексі болып табылады. Молекулалық массасы 390 мың (килоДальтон) КДА келетін бұл фермент молекулалық салмақтары әртүрлі 6 субб бөліктен бөліктен тұрады. Атап айтқанда және (сигма) бөліктерден тұрады. Осындай комплекстен тұратын РНК полимеразаны толық фермент немесе голофермент деп атайды. Алфактордан айырылған фермент минимальды фермент немесе кофермент деп аталады.

Инициация процессі өтуі үшін алдымен голофермент ДНК-ң промотор деп аталатын бөлігін тануы керек. Промотор инициация учаскесінің алдында орналасады және шамамен 40 жұп негізден тұрады. Голофермент инициация нүктесіне шамамен 6-10 азотты негіз қалғанда промотормен байланысады да ДНК-ң қос оралмасын тарқата бастайды. Сөйтіп промотор комплексі түзіледі. Барлық промотордың ферментпен байланысу бөлігі ТАТААТ негіздер қатарынан құрылған. Оны Прибнов тізбегі деп атайды. Промотордан кейін инициация бөлігі басталады. Оның бірінші бөлімі бастама алу нүктесі деп аталады. Ол 7 нуклеотид жұбынан тұрады. Бастама алу нүктесінің 1-ші азотты негізі әр уақытта аденин немесе гуанин болады. Осы негіздерден бастап терминациялық кодонға дейін комплементарлы ережеге сәйкес аденинге урацил тағы сол сияқты қосымша РНК-ң жаңа молекулалары ДНК тізбегінде синтезделеді. РНК-ң элонгациясы 8-ші рибонуклеотид қосылғаннан кейін басталады. Бұдан ары РНК полимераза құрылымдық өзгеріске ұшырайды. Яғни ол субб бөліктен айырылып коферменттке айналады. Бұдан соң элонгация процесі басталады. Фермент ДНК тізбегін түзеді. Бұл процесс секундына 50 нуклеотид тізбегіне дейінгі жылдамдықпен жүреді. РНК тізбегінің өсуінің тоқтауы яғни терминация ДНК-ң ерекше бөлігі терминаторларда жүреді. Терминация кезінде ДНК РНК гибридін біріктіруші сутектік байланыстар үзіліп ДНК-ң қостізбекті құрылымы қалпына келеді. Терминация сигналдары полиндромды тізбектер құрайды. 2 басынан оқығанда бірдей оқылатын тізбектерді осылай атайды. Ген соңының полиндромды болуы терминация рөлін ойнайды. 

8. Белок белсенділігінің механизмі.Транскрипцияның реттелуінде гормондардың маңызы.

БЕЛОК          СИНТЕЗІНІҢ           ГОРМОНДАРМЕН РЕТТЕЛУІ.

Әр түрлі жануарларда гормондар арқылы иРНҚсинтезінің реттелуі анықталған. Мысалы, қосқанаттылардадаму гормоны бөлініп алынды. Оны личинкаларға енгізсе олар қуыршақ кезеңіне жылдам көшеді. Сонымен қатар

олардың   иРНҚ   синтезделетін   пуфтары   (төмпешіктері)өзгерін, түзілуі жылдамдайды. Егер ортаға қалқанша бездің гормонын     кіргізсе,      метаморфоз     жылдамдайды  головастиктердің бақаларға, аксолотльдің амблистомаға айналуы  тездейді,  бұл  метаморфоз процесіне  әсер ететін

гендердің белсенділігін көрсетеді. Үйқы безінің гормоны қандағы глюкоза мөлшерін қалпына келтіреді. Глюкозаны пайдаланатын     ферменттерді     кодтайтын     үш     геннің белсенділігін инсулин қоздыратынын Вебер анықтады (гликолиз жөне гликоген синтезі). Сонымен қатар ол төрт генге репрессорлық әсер етеді, ол гендер глюконеогенезді (көмірсулы емес заттардан глюкозаның синтезделуі) кодтайтын ферменттерді анықтайтындар.

Соңғы жылдарда молекулалық биология әдістерімен гистондар және гистон емес хромосомалық белоктардың, гендердің реттелуіндегі маңызы зерттелуде. Зерттеулер нәтижесі гистондардың РНҚ синтезін тежейтінін көрсетті. Гистондарға жатпайтын хромосомалық белоктар гистондар тежейтін процесті жоқтатпайтынын көрсетті. Бірақ олардың реттеуші қызметі әлі толық анықталмаған.

Белок синтезінің механизмдеріне кейіннен цитоплазмаға түсетін қосымша ДНҚ молекуласының синтезделуі де жатады. Цитоплазмада ДНҚ молекуласында иРНҚ олардан клеткаға қажет белоктар синтезделеді. Жоғарғы организмдердегі гендер өрекетінің реттелуінің мал шаруашылығы мен меди-цина үшін үшін маңызы өте зор. ДНҚ құрылымы белоктың химиялық құрылысы мен қызметін анықтайды. Даму процесінде және организм өмірінде синтезделген белок мөлшерінің де маңызы зор, ал ол гендер белсенділігінің реттелуіне байланысты болады. Белок синтезін реттеуші факторларды білсе, онтогенезді басқаруда көп мүмкіншілік берер еді, мысалы өте жоғары өнімді және түрлі тұқым қуатын ауруларға төзімді малдарды шығару т.с.с.

Көп клеткалы организмдердің көпшілігінде, оның ішінде жоғары өсімдіктер, малда жөне адамда геннен белгіге дейінгі аралык өте күрделі өтеді жөне ол әлі зерттелмеген. Көптеген зерттеулерге қарағанда жоғары организмдердің жеке даму сипаттамасы көптеген гендердің өзара әсері, ядро мен цитоплазманың күрделі қарым-қатынасы мен әртүрлі клеткалық жүйелердің гендерінің белсенділігі арқылы жүреді.

8. Белок құрамындағы домендер және олардың қызметі.

Домен дегеніміз- бұл салыстырмалы түрде шағын глобулалық түзіліс оның ұзындығы 150 амин қышқылдарын немесе одан кем болатын полипептидтік тізбектің бөлігі болып табылдады. Глобулалық белоктар біо-бірімен полипептидтік тізбектердің салыстырмалы түрде әлсіз байланысқан бірнеше әртүрлі домендерден тұрады. Жеке глобулалық белактар әдетте белактық агрегаттар  түзеді. Клеткада эволюция процесінде гендердің дупликациясымен, модофикациясын қамтамасыз ететін генетикалық механизмдер болады. Егер қандайда бір 3 өлшемді конформациясы бар полипептидтік  тізбектерден тұратын және өзіне тән қасиеттері бар белок  пайда болса, онда оның негізгі құрылымы көптеген басқа белоктардың құрамына кіруі мүмкін. Қазіргі заманғы ағзаларда жақын қызметтерді атқаратын әртүрлі белоктардың амин қышқылдардың кезектесіп, орналасуына ұқсас болады. Мұндай белоктардың туыстары бастапқыдағы  жалғыз ата-тектік геннің дупликациялану  жолымен және эволюция процесінде атқаратын  қызметінің өзгеруіне  әкелетін мутациялардың жиналуынан түзіледі. Мысалы: протеолиттік ферменттер сериндік протеиназалардың туысы болып табылады. Бұл туысқа асқорыту ферменттері, химотрипсин, трипсин сондай-ақ қан ұюыту факторлары протеиназалар және тромбин жатады. Осы туысқа жататын кез-келген 2 ферментті салыстырғанда полипептидтік тізбектегі бірдей амин қышқылдардың орналасуы шамамен 40%жағдайда сәйкес келеді. Бірақ әртүрлі сериндік протеиназа атқаратын қызметтері әралуан түрлілігін осымен түсіндіруге болады. Сондықтан клеткаларда структуралық жағынан жақын ортақ ата- тектерден тараған бірақ атқаратын қызметтері әртүрлі ақуыздар көп.

Жаңа белоктар көбінесе әртүрлі полипептидтік домендердің бірігуінен түзіледі. Егерде клеткада бір қатар тұрақты белок беттері болса,и онда жаңа қасиеттер бар беттер 2 және одан жеке көп жеке белоктардың ковалентті  емес әрекеттесулері  нәтижесінде түзіле алады. . 1 белоктардың 2-ші белоктардан әрекеттесуі н,әтижесінде әртүрлі бірнеше әсерлесу беттері түзіледі. Клеткға глобуланың белоктардың ірі функционалдық белорктардың агрегатардың бірігуі тән көптеген белоктың агрегаттардың молекулаларын  массасы 1,0-50 мың Дальтон болды. Белок домендердің жаңа байланыстыру орталықтарын түзе отырып , ассоциациялау принспі клеткалардың структуралық түзілуіндеде де жұмыс істейді. Мысалы: молекула үстілік структуралар (ферменттік комплекстер, рибосомалар, ақуызды талшықтар, вирустар, мембраналар)тұтас ірі молекула күйінде синтезделмейді. Олар макромолекулалық суббектілердің ковалентті емес агрегациясы нәтижесінде түзіледі. Мұның өзіндік артықшылықтары бар:

1.  Үлкен структураны түзетін бірнеше рет қайталанатын кішкене суббірлікке аз генетикалық информация қажет.

2.  Суббірліктер бір-бірімен әлсіз байланыстар қосылғандықтан, олардың жиналуы мен диссосациациясын оңай бақылауға болады.

3.  Суббірліктерден жиналу кеткен қателерді жинауға мүмкіндік береді.

Алғаш рет өздігінен жиналу темекі теңбілі вирусында анықталған.

 Екінші мысал макромолекулалық агрегатқа – бактериялардың рибасомасы жатады.

Бактериялардың рибосомасы 55 әртүрлі белок малекулаларынан және 3 әртүрлі рРНК –дан тұрады. Олар диссосациацияланады және қайтадан жинала алады. Жиналу белгілі бір ретпен жүреді. РНК-ға алдымен белгілі бір белоктар, кейін басқалары бірігеді. Содан соң басқа белок түзілген комплексті танып оған бірігеді.

Бірақ, қазірге дейін кейбір күрделі, өздігінен жиналатын агрегеаттардың түзілуінің реттелуі қалай жүретіні белгілі емес. Кейбір күрделі органнелалардың құралуына қажет информация оның өзінің структурасында болады.Мысалы,митохондрия мен Голджи аппаратының молекулалық компоненттері әдетте алдыңғы структураға сәйкес біртіндеп қалыптасады. Белгілі бір органеллаларға тән жаңадан синтезделген молекуланы арнайы тану механизмі болады, себебі бұл органеллалар өздігінен жигалып, өздігіне ыдырап кете алмайды.