1. лек ақуыз жалпы

Ақуыз — молекулалары өте күрделі болатын аминқышқылдарынан құралған органикалық зат; тірі организмдерге тән азотты күрделі органикалық қосылыс. Аминқышқылдары қалдықтарынан құралған жоғары молекуларлық органикалық түзілістер. Ақуыз организмдер тіршілігінде олардың құрылысы дамуы мен зат алмасуына қатысуы арқылы әртүрлі және өте маңызды қызмет атқарады. Ақуызды зат - құрамында міндетті түрде азоты бар күрделі органикалық қосылыс.

Ақуыздардың құрылысы өте күрделі. Ақуыз молекуласы құрылымын: бірінші реттік, екінші реттік, үшінші реттік және төртінші реттік деп бөліп қарастырады.

Полипептидтік тізбектегі аминқышқылдары қалдықтарының қатаң тәртіппен бірінен кейін бірінің орналасуын бірініші реттік құрылым анықтайды. Ақуызды құрайтын жүздеген, мыңдаған, миллиондаған а-аминқышқылдарының қалдықтары өзара пептидтік байланыс (— CO — NH —) арқылы жалғасады.

Полипептид тізбегіндегі аминқышқылының бір қалдығының басқасымен ауысуы немесе оның орнының алмасуы осы ақуыздың қызметін бұзады. Мысалы, адам гемоглобиніндегі 564 аминқышқылдары қалдықтарынан құралған полипептид тізбегіндегі бір қышқылдың қалдығы екіншісіне ауысса, адам ауыр сырқатқа ұшырайды.

Аминқышқылдары қалдықтарының инсулиннің кейбір бөлігінде орналасуын мынадай тізбек түрінде көрсетуге болады: глицин—изолейцин—валин—глутамин, т.с.с.

Табиғатта ақуыздардың кейбіреуі тек созылыңқы полипептидтік тізбекте болады. Мысалы, табиғи жібек талшығы — фибрионның құрылымы осындай.

Ақуыздардың көбінің кеңістікте спираль тәрізді оратылуы екінші реттік құрылым деп аталады. Бұл құрылым, негізінен, спираль оралымдарында орналасқан — CO...HN— арасындағы сутектік байланыстар арқылы іске асады. Шиыршықтың бір орамында 3 және 5 аминқышқылдарының қалдықтары болады. Оралымдардың арақашықтықтары 0,54 нм шамасында.

Ақуыздық оралма тектес молекуласы биологиялық процестердің әсерінен, молекула арасындағы сутектік байланыс, —S—S— дисульфид көпіршесі, күрделі эфирлік көпірше және бүйір тізбектегі анион мен катиондар арасындағы иондық байланыстар арқылы өзара байланысады да, өте күрделі үшінші реттік құрылым түзіледі. Бұл кезде оралма құндақталып, шумаққа айналады .Үшінші реттік құрылым ақуыздың өзіне тән қасиеттері мен белсенділігіне жауап береді.

Ақуыз молекуласы тек қана бір полипептидік тізбектен тұрса, оның құрылымдары бірінші, екінші және үшінші реттік болады. Ал ақуыз молекуласы екі және одан да көп полипепидік тізбектен құралса, онда төртінші реттік құрылым түзіледі. Төртінші реттік құрылым — кейбір ақуыздарда бірнеше полипептидтік тізбектердің бір-бірімен күрделі кешенді комплекстерге бірігуі. Мысалы, гемоглобин құрамына 141 аминқышқылының қалдығы кіретін төрт полипетидтік тізбектен және құрамында темір атомы бар ақуызды емес бөлшек гемнен комплекс түзеді. Гемоглобин тек осы құрылымда ғана оттекті тасымалдай алады.

Нәруыздардың күрделілігіне қарай 4 реттік құрылымы болады: бірінші реттік, екінші реттік, үшінші реттік және төртінші реттік құрылымдар.

Ақуыздардың екінші және үшінші реттік құрылымдарына жауапты байланыстар (сутектік, дисульфид көпіршесі, т.б.) әлсіз болғандықтан, оңай үзіліп, ақуыздардың кеңістік құрылымдарының қайтымсыз бұзылуы ақуыздың денатурациясы деп аталады. Денатурацияға ұшыраған ақуыз өзінің биологиялық функциясын атқара алмайды (denatuze — табиғи қасиетінен айырылуы). Қыздыру, радиация, ортаның өзгеруі, кейбір химиялық әсерлерден, шайқап сілкуден ақуыз денатурацияланады. Жұмыртқаны пісіргенде альбумин ақуызының, сүт ашығанда казеиннің ұюынан, олардың кеңістік құрылымдары бұзылады. Шашты химиялық бұйралаудың, теріні илеудің негізінде де ақуыздардың денатурациялануы жатады.

Қыздырғанда денатурацияланатын немесе айырылып кететін болғандықтан, ақуыздардың нақты балқу температуралары болмайды. Кейбір ақуыздар, мысалы, тауық жұмыртқасының ақуызы суда ериді, кейбіреулері суда ерімейді. Ақуыздар ерігенде, басқа да ЖМҚ сияқты коллоидты ерітінділер түзеді. Ақуыздарға спиртті немесе формалинді қосқанда, ақуыздар қайтымсыз ұйиды, сондықтан бұл заттарды биологиялық препараттарды сақтауға қолданады.[1]

Ақуызды синтездеу проблемасының теориялық және практикалық маңызы бар. Ақуыз молекуласының күрделі болуына байланысты қазіргі уақытқа дейін ақуыз синтезі толық іске аспай отыр. Ақуыз молекулалары үздіксіз қозғалыста болады. Ақуыз молекулаларын синтездеуге әрекет жасаған ғалымдардың сәтсіздіктерінің себебі де осында болуы мүмкін. Ақуыз молекулаларының үздіксіз өзгеруін анықтайтын заңдылықтарды түсіну — қазіргі ғылымның ең басты міндеттерінің бірі.

Жоғары деңгейлі организмдерде ақуыз биосинтезі таңғаларлықтай тез жүреді: 350 аминқышқылынан тұратын полипептид бар болғаны 10 секундта түзіледі! Ақуыз синтезінің құпия сырын ашу көптегек вирус ауруларын жеңуге мүмкіндік береді. Жаңа химиялық талшықтар мен пластмассалар жасауға, тамақ және химия өнеркәсібінде жаңа өндіріс процестерін ойлап табуға көмектеседі.

Алғаш рет қарапайым ақуызды заттар, гипофиздің гормондары вазопрессин мен окситоцин алынды. Одан басқа ақуыз синтездеудегі зор табыстарға инсулин мен интерферон алу жатады. Полипептидтік теория ашылғаннан бері ақуыздық қасиеттері бар полипептидтер синтезделіп, жемдік қоспа, дәрі-дәрмек ретінде қолданылып жүр.

Қазіргі замандағы маңызды міндеттердің бірі — синтездік тағам жасау проблемасы. Соның ішінде ақуыздық тағам түрлерін алу бірінші кезекте түр. Бұл салада академик A. Н. Несмеянов бастаған ғалымдар тобы жұмыс істеп, біраз жетістіктерге жетті. Мысалы, сапасы жөнінен табиғи түрінен кем соқпайтын қара уылдырық синтездеп алды.

Ғалымдар биосинтез бен жасушаларда жүретін процестердің заңдылықтарын толық меңгерген кезде жасанды жолмен ақуыздар алу мәселесі де толық шешілуі мүмкін.[1]

1. Жай белоктар- тек аминқышқыл қалдықтарынан құралған полипептидті тізбектен тұрады. Жай белоктарды әр түрлі еріткішердегі ерімталдығына сәйкес жіктейді. Суда, сілтіде,қышқылда,спирттерде ериді.

1.Глютэлин және проламин-бұл белоктар өсімдік белоктарына жатады.

Глютэлиндер -0,2-2% NaOH ертіндісінде ерімтал болып келеді, ұн,қамыр құрамын анықтайды. Бұл проламиндер 60%-80% этил спиртінде ериді (бидай, сұлы, жүгері, арпа құрамында кездеседі.

2.Альбуминдер мен глобулиндер- бұл белоктар жануарлар мен адам организімінің мүшеелерінде, ұлпаларында көп тараған.

Альбуминдер-суда ериді, молекулалық салмақтары 15-70 мыңға жетеді, құрамында глициннің мөлшері-1%.

Глобулиндер- бейтарап тұздардың сұйытылған ертіндісіне еріммтал болады, таза суда ерімейді, глициннің мөлшері 3,5%.

Осы глициннің мөлшерінің әр түрлі болуына байланысты бір-бірімен бөліп алуға болады. Мысалы: (NH4)2 SO4 амоний сульфатының 50% қаныққан ертіндісінің әсерінен глобулиндер тұнбаға түседі, ал альбулиндер ертіндіде қалады, ал тұз ертіндісін 100% дейін қанықтырғанда ғана альбуминдер тұнбаға түседі.

3. Гистондар мен протаминдер – жануар мен өсімдіктер жасушаларының ядроларында кездеседі.

Гистондар- салыстырмалы молекулалық массалары 1200. 30 мың сұйытылған қышқылдарда (2MHCL) ериді, амияк және спиртте тұнбаға түсетін белоктар.

Протаминдеер- салыстырмалы молекулалық массалары 1200 мың болатын негіздік қасиеті басым белоктар сұйытылған қышқылдарда ериді, қайнату барысында тұнбаға түспейді.

4. Коллагендер мен кератиндер- белок тәрізді заттар немесе протеиноидтар жатады.

Протейнойдтар- суда нашар еритін белоктар. Олардың қатарына фиброин, жібек белогы, кератин,- шаш, мүйіз, тұяқ белогы, коллаген-сүйек, сіңір белоктары жатады.

Күрделі белоктар.

Аминқышқыл қалдықтарынан құралған полипептидті тізбекке қоса простетикалық бөліктен тұрады. Простетикалық бөлікке – майларға ұқсас липидтер, ортофосфор қышқылының қалдығы, көмірсу белоктары , түрлі металдар, түрлі –түсті бояғыш заттар жатады. Күрделі белоктарды протеидтер деп атайды. Қазіргі кезде күрделі белоктарды да простетикалық топ табиғатын ескере отырып «ид» жұрнағының орнына «ин» жұрнағын қосып алады.

1. Хромопротеиндер- белоктардың простетикалық бөлігі түрлі-түсті бояғыш заттардан тұрса, олар хромопротеиндер тобына жатады. Бояғыш заттар қатарына порфирин, флавин, аденин динуклеотид (ФАД)жатады.

Хромопротейн өкілі ретіінде , қан гемоглобинін, хлорофил т.б атауға болады. Қан гемоглобині-құрамында Fe ионы бар, О2 және СО2 тасымалдаушы белок.

Хлорофил өсімдік протейнді құрамында Mg ионы бар күн көзінің әсерімен СО2 және Н2О молекулаларынан глюкоза түзуге қатысады.

2. Липопротейндер- майларға ұқсас заттар. Липидтер құрайтын күрделі белоктар. Құрамында бейтарап және полюсті липидтер. Холестирин және оның эфирлері болады. Белок комплекстері жүйке жүйесінің клеткаларында кездеседі.

3. Фосфопротейндер- басты ерекшелігі олардың простетикалық топша бөлігіндегі ортофосфор қышқылының қалдығы белоктармен эфирлік байланыс түзеді. Белоктың бұл класына сүттің казейногенін жатқызамыз. Мұнда фосфор қышқылының мөлшері 1 процентке тең, Жұмыртқа сары уызында болады. Фосфопротеидтер өте үлкен мөлшері орталық жүйке жүйесінде кездеседі. Фосфопротеидтер энергетикалықжәне пластикалық материалдардың бағалы көзі болып табылады, организмнің дамуына әсер етеді.

4. Металлопротеиндер- белоктар мен металл иондарының тікелей қосылуынан түзілген комплекстер. Құрамында Cu, Fe, Zn, Mo, Mn, Ni, Se, Ca металл иондары кездеседі.

5. Глюкопротеиндер-простетикалық бөлігін көмірсулар құрайтын күрделі белоктар. Көмірсулардың комплекстеріне; маноза, фруктоза, галактоза, генсозаминдер т.б жатады. Глюккопротендердің биологиялық қызмееті өте зор, қорғаныштық, тіректік, дәнекерсіз қызмет, имундық қызмет. Қанның ұюына кедергі жасайды, тасымалдау, қоржинауға қатысады.

7. Флавопротеиндер- белоктармен простетикалық топтардың арасында мықты байланыстары түзілуі арқылы құрылған құрылымды айтады. Флавопротеиндер тотыққан флавин мононуклеотидтен және флавин аденин денуклеотидтен тұрады.

Гомогенизациялау

Белоктардың құрылымы мен атқаратын қызметін зерттеу үшін биологиялық материалдардан белоктарды бөліп алу қажет. Алдымен биологиялық материалдарды (шикі затты) гомогенді күйге дейін ұсақтайды.

Ұсақталған биологиялық материалда белок макромолекуласының жоғары құрылымын ұстап тұрған байланыстар үзіледі, белок молекуласында гидрофобты, гидрофильді топтар саны өзгереді. Бұл белоктың ерігіштігіне əсерін тигізеді.

Кейбір белоктар суда ериді, басқа біреулері тұздардың сұйық ерітіндісінде немесе су мен спирт қоспасында ериді. Тіпті ешқандай еріткіштерде де ерімейтін белоктар да бар.

Ұсақталған белоктарды жасуша құрылымдарынан бөлу үшін

гомогенизаторлар, кварц құмымен келіде ұнтақтау (бұл жануарлар жасушалары үшін), ультрадыбыс, шарлы диірмендер (өсімдік жасушалары үшін) қолданылады. Жасуша құрылымдарынан тазартылған белокты диализ əдісін қолданып, бос жүрген кіші молекулалардан тазартады.

Белоктарды диализдегенде молекулалар мен иондар жартылай өткізгіш мембрана арқылы оңай өтіп, еріткішке көшеді. Ал коллоидты бөлшектер мөлшері үлкен болғандықтан, жартылай өткізгіш мембрана арқылы өтпейді.

Еріткішті жиі-жиі ауыстыру арқылы белоктың коллоидты ерітіндісін бөгде заттардан осылайша тазартады.

Ақуызды бөліп алу және тазарту әдістері

Фракциялау әдісі және концентрациялау

Тұндыру

Бөлу және тазарту әдістері

Гель-фильтрлеу

-Хроматография

Түрлі фракцияға бөлуді хроматографиялық ə діс көмегімен жүргізеді. Хроматографиялық əдістің түрлі модификациялары қолданылады: адсорбциялы, газды, сұйықтықты, гельді, капилярлы, ион алмасу жəне т.б.

Сонымен қатар, биохимияда ғылыми зерттеулердің мүмкіндігін арттыруға ерекше үлес қосқан рентген-құрылымдық анализ.

Электронды микроскопия, таңбаланған атомдар əдісі, инфрақызыл жəне ультракүлгін анализ, электрофорез, молекулярлы елек əдісі, масс спектрометрия, ультрацентрифуганы пайдалану, магнитті- оптикалық айналудағы дисперсиялық əдістер, электронды пара- магнитті резонанс, ядролық магнитті резонанс жəне т.б. əдістерде қолданылады.

Қазіргі кезде бірқатар автоматты биохимиялық анализаторлар, лабораториялар құрылып жұмыс істеуде. Осындай автоматты жүйелер анализін басқаруда жəне алынған хабарларды өңдеуде ЭЕМ қолданылады.

Белок молекуласы өте сезімтал, əртүрлі жағдайлардың (қышқылдың, сілтінің, органикалық еріткіштердің, температураның)

əсерінен өзінің табиғи қасиетін жоғалтып, денатурацияға түседі, сондықтан да белокты бөліп алу төменгі температурада (+ 40 С ) жүргізіледі.

Алынған белок ерітіндісінде жеке белок емес, белоктар қоспасы болады.

Жеке белокты бөліп алу үшін əртүрлі əдістер қолданылады, əдістерді таңдап пайдалану тəжірибелік жолмен алға қойылған мақсатқа сəйкес, ең алдымен, бөліп алынатын белоктың физикалық жəне химиялық қасиеттеріне байланысты болады.
Хроматографиялық талдау әдісі

Адсорбциялық – адсорбциялық-қоспа компоненттерінің бөлінуі, олардың қатты адсорбентте әр түрлі сіңірілуіне негізделген

Таралу -қатты фаза тұрақты сұйық фазаның негізі ретінде қызмет етеді.

Ионалмасу- қолайлы ион алмастырғыш қолданады, оның функционалды топтары ақуыздардың бір бөлігін бағанға ауыстырады және сіңіріледі, ал басқа ақуыздар бағаннан кедергісіз шығарылады;

Гель хроматографиясы немесе молекулалық елек әдісі кішкентай молекулалардың гельдің тесіктеріне ену қабілетіне негізделген, ал үлкен молекулалар баған бойымен қозғалатын фазамен бірге сыртта қалады.

Әр түрлі молекулалық салмағы бар ақуыздарды бөлуге мүмкіндік береді.

Хроматографияның перспективалы түрлері жоғары тиімді сұйықтық хроматографиясы (ЖТСХ) және газ хроматографиясы болып табылады. Хроматография-биохимиялық зерттеудің негізгі әдістерінің бірі. Клиникалық зертханаларда ол аминқышқылдарын, ақуыздарды, көмірсуларды, фосфолипидтерді, қан плазмасындағы стероидтерді, тіндік сығындыларды, зәрді бөлу және талдау үшін қолданылады.
4-ЛЕК Ферменттер.Ферменттердің құрылымы. Биохимиялық маңызы

Ферменттер (лат.fermentum -ашу; грек тілінде – enzym,еn-ішкі, zyme – ашытқы) тірі ағзада түрлі биохимиялық реакцияларды белсендіруші, биологиялық катализатор.

Ферменттерді және олар катализдейтін реакцияларды зерттейтін биохимия бөлімі энзимология деп аталады.

ХІХ ғасырдың ортасында кейбір фермент препараттары (уыттан - амилаза, қарын сөлінен пепсин, т.б.) бөлініп алынды.

Алғаш кристал фермент уреазаны 1926ж Американдық биохимик Д.Самнер алған

Зерттеліп табылған ферменттердің саны 6000-ға жуық. Олардың бәрі де белокты заттар.

Ферменттердің бәрі де үлкен молекулалы қосылыстар, олардың молекулалық массасы 10мыңнан 1млн-ға жетеді.
Ферменттің құрылысы

Апофермент – ақуыз денесі (белоктық бөлігі)

Каталитикалық орталық

Субстраттық орталық

Ақуыздың активті бөлігі

Аллостериялық (реттегіш) орталық

қарапайым

рибонуклеаза, пепсин,

трипсин, химотрипсин,

папаин, амилаза- гидролаза классы
күрделі

Апофермент

(ақуызды бөлігі)

Кофермент

(ақуызсыз бөлігі)

Пиридиндік, флавиндік, ТПФ,кобамидтік, пиридоксиндік,фолаттық, ацетилдеу (А), липой қышқылы, Q коферменттері

1. Күрделі фермент құрамында субстраттың катализдік өңделіп өзгеруіне қатысады, бұл кезде кофермент оның активті ортасында енеді;

2. Бір субстраттан екінші субстратқа(не басқа ферментке) электрондарды, протондарды немесе химиялық топтарды тасымалдайды.
Ферменттің активті орталығы

Фермент молекуласының субстратпен тікелей тиісіп жанасатын бөлігін ферменттің активті орталығы деп аталады;

Активті орталық бүйір радикалында функционалды тобы бар амин қышқылдарының қалдықтарынан түзіледі.

Күрделі ферменттерде активті орталыққа металл иондары мен коферменттер де кіреді.

цистеин,құрамында сульфгидрлік тобы –SH бар;

серин, гидроксильдік -OH тобы бар;

гистидин, имидазол сақинасы бар;

аспарагин мен глутамин қышқылдары құрамында екінші карбоксильдік -COOH топ бар;

триптофан, құрамында индол сақинасы;

гидрофобты амин қышқылдары, құрамында субстраттың полярсыз учаскесіне жақын гидрофобты (полярсыз) бүйір топтар болады.
Активті орталық кеңістік пішінді, ол ферменттің полипептидтік тізбегінде бірінен-бірі қашық орналасқан жеке амин қышқылдарының өзара жақындасуынан пайда болады.
Аллостериялық орталық
Екі немесе одан да көп суббөліктен тұратын бірқатар ферменттерде, өзінің катализдік орталығынан тыс, молекула бетінде қосымша байланыстырушы учаске болады, ол учаске аллостериялық орталық деп аталады. Мұндай ферменттер аллостериялық ферменттер деп аталады.

“Аллостериялық” (грек. Allo - басқа, stereos - орын) деген термин “басқа жермен байланысты” не “басқа орталықпен байланысты” деген мағынаны береді.

Ферменттердің аллостериялық эффекторлары: субстраттар немесе реакция өнімдері, нуклеотидтер (АМФ,АТФ), амин қышқылдары, металл иондары, сутегі иондары.
Ферменттер атаулары

Жүйелік атау: әр ферменттің номері (шифры) болады, ол төрт саннан тұрады.

бірінші сан ферменттің класын білдіреді,

екінші сан класс тармағын,

үшінші сан – класс тармағы бөлігін,

төртінші сан өз тармағындағы номерін көрсетеді. Мысалы, 2.7.1.2.АТФ: глюкоза-6-фосфотрансфераза.

1) Фермент әсер ететін субстрат атауына –аза жұрнағы қосылады. Мысалы, мальтозаны екі молекула глюкозаға гидролиздейтін фермент мальтаза.

2) Фермент катализдейтін реакция атауына –аза жұрнағы қосылады (оксидаредуктаза).

Кейбір ферменттердің тарихи қалыптасқан атаулары бар. Мысалы, пепсин, трипсин, папаин,эластаза,т.б.

Ферменттер әсерінің теориясы

Фермент өзінің субстратын айырып таниды. Э.Фишердің айтуы бойынша “құлыпқа дәл келетін кілт сияқты”, субстрат та активті орталыққа дәл келуі керек

1. Қатал іріктеп өзіне ғана тән реакцияны катализдейді.

Теория бойынша фермент әсері екі сатыдан тұрады:

1)фермент пен субстрат арасында комплекс – фермент-субстрат түзіледі

2) фермент-субстрат комплексі ыдырайды да, реакцияның соңғы өнімдері түзіледі, ал фермент босап шығады.

Иммобилденген (лат.immobilis - қозғалмайтын)

ферменттер – қатты таянышқа (полимерге, целлюлозаға,әйнекке) бекіген ферменттер.

Ондай ферменттер ерімейтін материалмен ковалентті байланысады.

Иммобилденген ферменттер кең көлемде амин қышқылы, витаминдер, қант, антибиотиктер және дәрі- дәрмектер сияқты аса тапшы азық-түліктің және жемшөптік заттар өндірісінде қолданылады.

1. Фермент активтілігіне температура әсері. 30-40º С жағдайда тірі организмде ферменттер әсіресе активті келеді. Бұл температура деңгейінен төмен немесе жоғары кезде фермент активтілігі бәсеңдейді.

Орта температурасының көтерілуі молекулалар қозғалысын тездететіні белгілі және бұл жағдай химиялық реакцияның жылдамдығын арттырады. Вант-Гофф ережесіне сәйкес температураны 10 С шамасына көтеру реакция жылдамдығын 2-3 есе арттырады. Ферменттердің өзі белок болғандықтан, олар өте жоғары температурада бұзылып, өздерінің катализдік қасиеттерінен айырылып қалуы мүмкін.

Температура 50º С шамасынан артқан кезде ферменттер активтілігінің төмендеуі байқалады, бірақ бұл жағдай жылу әсерінің ұзақтығына және фермент табиғатына байланысты болады. Орта температурасы төмендегенде кейбір жануарлардың қыстық ұйқыға кететіні белгілі. Мұндай ұзақ ұйқы кезінде жануарларда ферменттік реакциялардың жылдамдығы төмендейді де, қоректік заттар аз шығын болады және клеткалардың активтілігі төмендейді.

Төменгі температурада, мысалы, 0º С және одан төменгі температурада ферменттік реакциялардың жылдамдығы өте төмен болады. Бұл жағдай практика жүзінде азық-түліктік өнімдерді сақтау үшін пайдаланылады. Мұндай ( ет,май,балық,көкөністер, т.с.с) төменгі температурада олар бұзылмай сапалы түрде сақталады.

Қысты күні температура 0º С шамасынан да төмен кезде ферменттердің әсері түгелдей тоқталмайды, бірақ олардың әрекеті жедел төмендеп кетеді. Көктемде, күн жылына бастауымен ферменттік реакциялардың жылдамдығы арта бастайды, өсімдіктер біртіндеп жасыл желекке айналады.

2. Фермент әрекетіне орта рН шамасының әсері. Орта реакциясының өзгеруіне ферменттердің сезімталдығы маңызды қасиеті болып табылады. рН шамасына байланысты ферменттердің активтігі бірден-ақ өзгереді. Әр түрлі ферменттердің әрекеті үшін рН көрсеткішінің шамасы әртурлі болады. Кейбір ферменттер қышқыл ортада әсіресе активті келеді, екіншілері бейтарап ортада активті қасиет көрсетеді, үшіншілері әлсіз сілті немесе сілтілі ортада ерекше акивті болады. Фермент әрекеті үшін қажет рН оптимумының болуы мынаған байланысты: ферменттер де белок сияқты, электр заряды бар зат болып табылады, сондықтан олардың кеңістіктік құрылымы рН шамасына тәуелді.
3. Ферменттердің өздеріне тән ерекшелігі. Ферменттің реакцияны тездетуі қасиеті мынада: фермент тек өзінің ғана субстратын байланыстырады және сол субстратты катализдейді.

Әр фермент тек белгілі субстратқа ғана әсер етеді, кейде ұқсас құрылымы бар субстраттар тобына ғана әсер етеді және молекуладағы белгілі бір химиялық байланыстарды ажыратып бөледі. Мысалы, амилаза ферменті тек қана крахмалды гидролиздейді, оны мальтозаға айналдырады, ал басқа қанттарға ол әсер етпейді.

Әр фермент төменде аталған реакциялардың біреуін ғана катализдейді: гидролиз, сутексіздендіру, химиялық топтарды ауыстырып алмастыру, жаңа химиялық байланыстар түзу т.с.с.

4. Фермент акиваторлары мен ингибиторлары ( тежегіштер)

Фермент активтілігі орта әр түрлі химиялық байланыстар болуына байланысты. Ондай заттардың кейбіреулері фермент активтілігін арттырады, мұндай қосылыстар активаторлар деп аталады. Ал екіші бір заттар фермент әрекетін баяулатады, тіпті оны тежейді. Мұндай заттар ингибитолар деп аталады.

Активаторлар ферменттік реакцияларды тездетеді. Мысалы, қарын сөлінде тұз қышқылы пепсинді активтендіреді, сөйтіп белок гидролизі тездейді.

Ингибиторлар ферменттік реакцияларды біршама немесе тежейді.

Ферменттер әсерінің бәсекелес және бәсекелес емес тежеушісін ажыратып бөледі. Бәсекелес тежеуші өзінің құрылымы бойынша субстратқа ұқсайды, ол сондықтан да ферментті «алдай алады», оның активті орталығымен байланыс жасайды да, ферменттің әсерін шектеп тастайды.

Бәсекелес емес ингибиторлардың құрылымы субстраттан бөлек және ол ферменттің субстрат байланысатын активті орталығымен байланыспайды, басқа маңызды жерімен, мысалы НS-тобымен байланысады. Бұл кезде фермент молекуласының пішіні өзгереді де, оның катализдік орталығында қайтымды инактивация болады. Бәсекелес емес ингибиторлар қайтымды түрде бос ферментпен де комплексімен де байланыс жасайды, осылайша емес комплекс түзеді.

5. Проферменттер ( латын тілінде –алдыңғы, бұрынғы және фермент деген сөзден шыққан) –ферменттердің активті емес түрі.

Проферменттердің активті түрге айналуын физиологиялық және биохимиялық жағдайлар реттейді.

Изоферменттер (грек. isos – тең, бірдей және фермент деген сөзден шыққан) – бір ферменттің әр түрі, олардың полипептидтік құрылысында бір-бірінен өзгешелігі болады. Олар бір түрге жататын ағзада немесе жеке жасушада кездеседі, олардың катализдік активтілігі әр түрлі болады.

Адам ағзасының әр түрлі тканьдерінде лактатдегидрогенның 5 изотүрі табылды (ЛДГ1, ЛДГ2, ЛДГ3, ЛДГ4, ЛДГ5)

Жануарлар, өсімдіктер және микроағзалардың жеке бастарының шыққан тегін анықтау үшін белгілі бір изоферменттің бар екені немесе жоқ болуы генетикалық белгі болып табылады.

1. Оксидоредуктазалар

2. Трансферазалар

3. Гидролазалар

4. Лиазалар

5. Изомерезалар

6. Лигазалар

Оксидоредуктазалар. Тотықтырушы-тотықсыздандырушы ферменттер, бұлар сутегі атомдарын немесе бөліп шығару арқылы субстраттың тотығу және тотықсыздану процестерін катализдейді.

Оксидоредуктазалар құрамында кофакторлар бар, оларға көбінесе мыналар жатады: НАД+,НАДФ+,ФАД,ФМН және металл иондары. Оған 200 шамасында ферменттер жатады. Мысалға малатдегидрогеназаның алма қышқылын тотықтыру реакциясын қарастырайық: -ООС-СНОН-СН2-СОО- — -ООС-СО-СН2-СОО-+2Н++2е.

Трансферазалар Биохимиялық реакцияларда атомдар тобын және молекула қалдықтарын алмастырып ауыстыратын ферменттер. Олар мынандай топтарды бір субстраттан екінші субстратқа ауыстырып жеткізеді: метил,карбоксил,амино, сульфо, формил(С1), фосфат және басқалар.Трансферазалар өздері тасымалдайтын топтарға байланысты метилтрансфераза,ацилтрансфераза, фосфотрансфераза деп аталады.

Фосфотрансфераза ферменттері ішінде киназа деп аталатын ферменттің ерекше маңызы зор. Киназа фосфат топтарын тасымалдап, АТФ-тан басқа субстратқа, углеводтарға, белоктарға т.с.с апарады.

Гидролазалар. Бұл ферменттер химиялық байланыстарды үзеді де, суды қосады. Мынандай топтарға бөлінеді:

А) Эстеразалар күрделі эфир байланыстарын гидролиздейді де ,қышқыл және спирт түзеді: СН3СОО –СН2 –СН3+Н2О –СН3 -СООН +СН3СН2ОН

Б) Липазалар триглицеридтерді ыдыратып, глицерин және май қышқылдарын түзеді;

В) Гликозидалар углеродтағы гликозидтік байланыстарды гидролиздейді. Оларға амитлаза, лактаза, мальтаза, целлобилаза жатады.

Г) Протеиназалар белоктардағы, полипептидтердегі пептидтік байланыстарды гидролиздейді.

Лиазалар Бұл ферменттер субстратты гидролиздік емес жолмен ыдырауын катализдейді және бұл кезде субстрат молекуласында қос байланыс түзіледі. Мұндай катализ кезінде СО2 , Н2О,NН3 сияқты заттар бөлініп шығады және байланыстар С –С , С-N,С –S бойынша үзіледі. Субстрат молекуласындағы қос байланыс бойынша химиялық топтардың қосылуын да катализдей алады.

Изомеразалар Бұл ферменттер изомерлер түзілу арқылы заттардың молекула ішіндік өзгерістерін катализдейді. Олар сутегі атомдарының, фосфаттарының және ацитильдік топтардың молекула ішінде алмасуын катализдейді, цис-изомерация,транс-изомерация құбылыстарын тудырады.

Ферменттің қасиеттері

-ферменттік реакциялар жылдамдығына температура әсері;

-ортаның рН көрсеткішінің әсері;

-фермент әсерінің ерекшелігі;

-Фермент активаторлары мен ингибиторлары;

-Проферменттер және оларды активтендіру;

-Изоферменттер

-Мультиферменттік жүйе.

Бұл көптеген әр түрлі ферменттерден құралған комплекс.

Әрбір жеке мультиферменттік жүйе 2 ферменттен 20 ферментке дейінгі топтан құралады.

Мультиферменттік жүйеде бірінші фермент катализдеген реакция өнімі екінші фермент катализдейтін келесі реакция үшін субстрат болады, т.с.с.

5-ЛЕК Нуклеин қышқылдары және оның құрылымы, атқаратын қызметі

Швейцария биологы Э.Мишер (1868) ірің жасушалары ядросынан құрамында фосфоры бар зат бөліп алды.Ядродан бөліп алынған бұл зат нуклеин деп аталды.

Нуклеин екі: қышқылдық ДНҚ және негіздік ақуыздық компоненттен тұрады.

ДНҚ жасушаның тұқым қуалаушылығына қатысты және генетикалық ақпарат тасушы.(1943)

ДНҚ негізінен жасушаның ядросында жинақталған. Оның негізгі қызметі ген тасымалдаушылық.

РНҚ жасуша ядросында және цитоплазмада (РНҚ-ның 90%-ға жуығы цитоплазмада) орналасқан және ақуыз синтезінің белсенділігі РНҚ мөлшеріне тікелей байланысты.

Жасушада рибонуклеин қышқылдары РНҚ: ақпараттық РНҚ (а-РНҚ),

тасымалдаушы немесе ерігіш РНҚ (т-РНҚ), рибосомалық (р-РНҚ) түрінде кездеседі.

Үшеуі де белгілі бір молекулаық массасы мен

арнайы нуклеотидтік құрамы бойынша

ерекшеленеді.

жоғарғы молекулалы, ерітінділерінің

тұтқырлығы жоғары қосылыс.

Адамның 23 жұп хромасомасында ДНҚ ұзындығы 1,5 м.

РНҚ молекуласы өте қысқа, ұзындығы 0,01 мм

ДНҚ негізгі бөлігі жасуша ядросында- хроматин негізінде аздаған мөлшері митохондрияда орналасқан.

РНҚ жасушаның барлық жерінде кездеседі.
ДНҚ геннің материалдық негізі, ол геннің келесі қасиеттеріне ие болады:

1. Өз-өзін дәл қайталау, соның арқасында генетикалық ақпаратты ұрпақтан ұрпаққа жеткізу.

2. Жасуша метаболизмін басқару үшін ферменттердің синтезін бағыттау.

Дезоксирибонуклеотидтер - ағзадағы ДНҚ-ң түзілуіне қатысады.

Рибонуклеотидтер РНҚ- түзілуіне жүмсалады. Рибонуклеотидтердің кейбірі трансферазалық реакцияларда коферменттік қызмет атқарады. Аденильді рибонуклеотидтер НАД+ , НАДФ+ ФАД, КоА ферментінің құрамына кіреді.

Нуклеин қышқылдары - нуклеотид полимерлерінен құралған.

Нуклеотидтердің химиялық құрамы - пиримидиндік немесе пуриндік негіздер, пентоз, фосфор қышқылының қалдығы.

Нуклеотидтер пентоздың (рибоза, дезоксирибоза), пуриндік (аденин, гуанин) және пиримидиндік (тимин, цитозин, урацил) негіздерге байланысты екі топқа бөлінеді.

1) ДНҚ- дезоксирибонуклеин қышқылдары, толық гидроизденгенде аденин, гуанин, цитозин, тимин, дезоксирибоза және фосфор қышқылына;

2)РНҚ-рибонуклеин қышқылы, толық гидролизденгенде аденин, гуанин, цитозин, урацил, рибоза және фосфор қышқылына ыдырайды.

Алтымүшелі бір гетероатомды гетероциклдердің өкілі – пиридин; алтымүшелі екі гетероатомды гетероциклдердің өкілі – пиримидин.
Пиридин пиримидин

Пиримидин туындылары: урацил, цитозин, тимин:

Пиримидин және имидазол ядролары конденсирленгенде пурин гетероциклі түзіледі.

Пурин

Азоттық негізді трифосфор қышқылы ағзада маңызды қызмет атқарады, өйткені олар энергияға бай макроэргиялық қосылыстар болып табылады. Макроэргиялық қосылыстардағы, мысалы АТФ

молекуласында, энергия химиялық байланыстағы

үшінші фосфор қышқылының қалдығы мен АТФ

молекуласының қалған бөлігі арасында жинақталған. Сондықтан мұндай байланыс макроэргиялық байланыс деп те аталады.
РНҚ (рибонуклеозидтер) құрамына кіретін нуклеозидтер:

аденил қышқылы (аденозин),

гуанин қышқылы (гуанозин),

цитидил қышқылы (цитидин) т.б.

нуклеин негіздердің тривиалды атауына сәйкес жалғаулар “идин” пиримидиндік және “озин”пуринді нуклеозидтерге жалғанады:

Цитозин+рибоза = цитидин

Цитозин+дезоксирибоза=дезокцитидин

Аденин+Рибоза=аденозин

Аденин+Дезоксирибаза=дезоксиаденозин

«3́-5́́ байланыс» арқылы, мұнда фосфор қышқылының қалдығы 5- фосфатты топ пен

екінші соңы 3-бос- гидроксил тобы, яғни Оказаки фрагменттері (жапон ғалымы

Оказакидің құрметіне), яғни 3'(ОН) және 5'(ОН) топтарының фосфодиэфирлік

байланыс арқылы ДНҚ-лигаза ферменттерінің қатысуымен 3'-5' фосфодиэфирлік байланыспен тізбек құрайды.
Америка ғалымдары Дж.Уотсон және ағылшын физигі Фрэнсис Крик (1953 ж.) ұсынған ДНҚ молекуласының екіншілік құрылымы қос оралым спираль тәрізді тізбек құрады.

Уотсон-Крик моделі бойынша ДНҚ қос полимерлік тізбектен тұрады және бұл екі тізбектің бағыты біріне-бірі қарама-қарсы («3́-5́́, 5-3 байланыс» ).

ДНҚның екіншілік құрылымында пуриндік негіз міндетті түрде белгілі бір пириминдік негізбен қосылады.

Аденин-тимин,гуанин- цитозин;

Нуклнотидтердің өзара қатынасы: адениннің саны тиминнің санына, гуаниннің саны цитозиннің санына тең:

А= T, Г=Ц

Аденин мен цитозиннің жалпы саны гуанинмен тиминнің жалпы санына тең:

А+Ц=Г+Т
Комплементарлы жұп аденин мен тиминнің арасында екі сутектік (=) байланыс,ал цитозин мен гуаниннің арасында үш (=)сутектік байланыс түзіледі

Бір тізбектегі нуклеотидтің орналасуы өз бетінмен еркінірек болғанымен, екінші тізбектегі нуклеотидтердің орны бірінші тізбектің нуклеотидтік құрамына тәуелді болып келеді.

ДНҚ тізбегіндегі нуклеотидтер біріне-бірі комплементарлық принципке (Чаргафф ережесі бойынша) негізделген:

Адениннің саны тиминнің санына, гуаниннің саны цитозиннің санына тең:

А = Т, Г = Ц.
Аденин мен цитозиннің жалпы саны гуанин мен тиминнің жалпы санына тең:

А + Ц = Г + Т.

Әрбір тізбек төрт нуклеотидтің:

аденин = тимин, цитозин ≡ гуанин байланыс арқылы байланысады.

ДНҚ –ның екіншілік құрылымында пуриндік негіз пиримидиндік негізбен қосылады.

Аденин – тимин (А-Т), гуанин- цитозин ( Г-Ц).

1.бір ағзаның әртүрлі мүшелерінен алынған ДНҚ-ның нуклеотидтік құрамы бірдей болатындығы;

2.әртекті түрлердегі ДНҚ-ның нуклеотидтік құрамының әртүрлі, ал қарапайым ағзалардың нуклеотидтік құрамы да қарапайым, ал күрделі ағзада күрделі болып келетіндігі;

3.бір түрдің, бір ағзаның ДНҚ-ның нуклеотидтік құрамы ағзаның тіршілік мөлшеріне, азықтану үрдісі мен дағдысына және сыртқы ортаның түрлі әсеріне тәуелсіз болатындығы.

Биологиялық код - ақуыздардың бірінші реттік

құрылысы туралы ақпаратты нуклеин қышқылдары

арқылы анықтау әдісі

Генетикалық кодтың касиеттері:

триплеттік (әрбір амин қышқылы үш нуклеотидпен кодталады);

барлық тірі ағзаларда әмбебап;

қайталанушылық (яғни бір амин қышқылын бірнеше триплет кодтайды).

Амин қышқылдарын кодтайтын нуклеодитер

триплет немесе кодон деп аталады, олар т-РНҚ-дағы антикодонға комплементарлы.

Төрт түрлі нуклеотидтен 64 кодон түзіледі, ондағы 61-і амин қьшқылдарын кодтайды және бірі метионинді кодтайтын АУГ-триплеті инициациялаушы болып табылады.

Қалған 3 триплет (УАА, УАГ, УГА) амин қышқыл-дарын кодтамайды, оны терминациялаушы триплеттер деп атайды. Терминациялаушы триплеттер ақуыздың синтезін аяқтайды.

Маңызы қызметі: триплеттілігі, биологиялық кодта код саны - 3. Үш нуклеотидтік қалдықтан бір амин қышкылы қолданылады.

аяқтаушы триплеттер - УАА, УАГ, УГА ақуыз

синтезінің аяқталғанынын көрсетеді

Ерекшелігі: әр триплет бір ғана амин қышқылын кодтайды

Әмбебаптылығы: биологиялық код барлық ағзада бірдей

ДНҚ синтезіне қатысатын негізгі фермент - ДНҚ-на тәуелді ДНҚ полимераза.

1. Субстрат есебінде дезокси- қатарын жататын төрт трифосфо-нуклеотидтер (d - АТФ, d - ГТФ, d - ЦТФ. d – ТТФ).

2. Ферменттің оптималды белсенділігі үшін Mg2+ қатысуы кажет.

3. Аналық ДНҚ-ның болуы міндетті, себебі генетикалық акпараттың көзі қажет.

4. Нуклеотидтердің біріне-бірі қосылу бағыты 5' 3' бойынша жүреді.
ДНҚ синтезіне қатысатын ферменттер:

1. ДНҚ-на тәуелді ДНҚ-полимеразасы (I, П, III). III ДНҚ-полимеразасы элонгацияға тікелей қатысатын фермент.

2. ДНҚ-полимераза өз бетінше синтезді бастай алмайды, сондықтан ДНҚ-праймаза ферменті праймерлерді түзуге көмектеседі, ал III ДНҚ полимеразасы әрі қарай тізбектің өсуіне мүмкіндік береді.

3. Гираза- қос тізбектің бір-бірінен ажырауын, ал хеликаза ферменті қос тізбектегі сутектік байланыстардың бір-бірінен ажырауын қамтамасыз етеді.

4. ДНҚ-ның лигазасы үзіктерді өзара жалғастырады. Бұл Оказаки фрагменттері (жапон ғалымы Оказакидің құрметіне), яғни 3'(ОН) және 5'(ОН) топтарының бірімен-бірін фосфодиэфирлік байланыс арқылы ДНҚ-лигаза ферменттерінің қатысуымен тізбек құрайды.

5. 20-ға жуық ақуыздық факторлар қажет.

ДНҚ-ның биосинтезі үш кезеңнен түрады:

1. Инициация. ДНҚ-на тәуелді РНҚ-полимеразасы жұмыс істейді, сннтездің басы. ДНҚ-ны екі түрлі қызмет атқарады: 1) матрицалық (арқаулық), 2) ұйытқы (затравка).

ДНҚ-полимеразасы ДНҚ-ның басы болып табылатын тізбектің нуклеотидінің З'-OH тобына нуклеотидтердің қосылуына мүмкіндік береді, сондықтан синтездің бағыты 5'—»3'-ке қарай бағытталған болады.

II. Элонгация. Комплементарлы жұптардың репликациясы жеке-жеке фрагменттердің 5' 3' бағытында түзілуі, осы фрагментердің ДНҚ-лигаза ферменттерінің қатысуымен бірімен-бірінің қосылуы.

ДНҚ синтезі РНҚ матрицасында да жүруі мүмкін. Оған ревертаза (америка ғалымдары Бальтимор, Темин, 1974 ж. рак ауруын туғызатын вирустан тапқан) ферменті қатысады. Рефертаза ДНҚ синтезін РНҚ-матрицада жүргізетін фермент, демек РНҚ-нан ақпараттың ДНҚ-ға өтуі қайтымды үрдіс болғаны.

РНҚ биосинтезі - транскрипция.

РНҚ -ның биосинтезі немесе ақуыз синтезінің бірінші кезеңі, яғни ДНҚ- дағы генетикалық ақпаратты оқу әдісі, мұнда нуклеотидтердің комплементарлы принципі маңызды орын алады. Транскрипция өте дәлдікпен жүруі қажет, өйткені жасушаға генетикалық қалыпты, амин қышқылдары дұрыс орналасқан ақуыздар керек.

Репликация мен транскрипцияның арасында ерекшеліктер:

Репликация кезінде хромосома түгелімен көшіріліп, аналық ДНҚ-на сәйкес балалық ДНҚ-ның молекуласы түзіледі.

Транскрипция кезінде жекеленген гендерден немесе гендердің белгілі бір топтарынан ғана ақпарат оқылады.

Тек қана ақпараттык РНҚ ғана ДНҚ-нан алынған ақпаратты рибосомаларға жеткізеді.

а-РНҚ-ның синтезі үшін ДНҚ-на тәуелді РНҚ-полимераза ферменті кажет.

РНҚ-полимеразасы үшін барлық төрт (АТФ, ГТФ, ЦТФ, УТФ) рибонуклеотидтер тобы қажет.

РНҚ-ның полимеразасы өзінің жұмысы үшін арқаулық ДНҚ-ның болуын қажет етеді.

ДНҚ-нын екі тізбегінен біреуі ғана жазылып алынады. Арқаулық ДНҚ-нан тиминнің қалдығы бар жерге аденин, аденин бар жерте урацилдің қалдықтары тіркеледі.

Амин қышқылдарының белсендірілуі. Гиалоплазмаға

жасушаралық сұйықтықтан диффузия және осмос нәтижесінде

амин қышқылдары тасымалданып түседі. Әрбір амин –және

иминқышқылдары өзінің белсенді аминсинтетаза ферментімен

әрекеттеседі, олар Mg2+, Mn 2+, және Со2+ катиондарымен

белсендіріледі де белсендірілгенамин қышқлдарына айналады.
Екінші сатысында комплекс түзіледі: активтелген аминқышқылы қосылыстан өзіне сәйкес ферментімен цитоплазманың тРНҚ тасымалданады.

Үрдіс аминоацил - РНК – синтетазамен катализденеді.

Амин қышқлының қалдығы карбоксил тобымен тРНК нуклеотидінің екінші көміртегі атомындағы гидроксил тобымен байланысады.

Актиателген амин қышқылының комплексі тРНҚ дан жасуша рибосомасына тасымалданады.

Трансляция: активтелген амин қышқылы өзінің тРНҚ қосылады да гиалоплазмадан рибосомаға тасымалданады. Үрдіс арнайы ферменттермен катализденеді.

Кейбір амин қышқылдары бірнеше тРНҚ тасымалданады (мысалы, валин және лейцин – үш тРНҚ мен). Бұл үрдісте ГТФ және АТФ энергиясы қолданылады.

Аминоацил – тРНК рибосоманың комплексті иРНҚ байланысады.

Ақуыздардың синтезделуі екі кезеңнен тұрады:

Ядролық кезең немесе транскрипция. Мұнда ДНҚ қос тізбегінін біреу комплементарлы көшірмесі болып табылатын а-РНҚ әрі карай синтезделіп ақуыздың негізі болып табылады.

Цитоплазмалық кезең яғни трансляция. Цитоплазмада 4 әріптік генетикалык акпараттың триплеттік кодтың көмегімен 20 әріптік амин қышқылдарынан тұратын ақуыздың тізбегіне айналу жүрдісі жүреді. Сонымен бірге, онда ақуыздардың үшінші, төртінші реттік құрылысының кеңістікте орын алуы және олардың клетка метаболизміне тікелей қатынасуына мүмкіндік туады. Осы айтылған әрбір кезеңге кажет өзінің ферменттері, факторлары, индукторларымен тежеушілері болады.

Ақуыздардың синтезі үшін қажет энергия АТФ және ГТФ арқылы қамтамасыз етіледі;

20- ға жуық амин қышқылдары;

20-дан астам аминоацил - т - РНҚ синтетаза ферменті;

20-ға жуық т-РНҚ;

6. Mg+2 ионы және барлығы 200-ге жуық макромолекулалар, ақуыздық фактор қажет.

Трансляция - цитоплазмада жүретін кезең. Бұл кезде тек 4 әріптік нуклеотидтік тілдің 20 әріптік амин қышқылдық тілге аударылуы ғана жүріп қоймайды, сонымен қатар амин қышқылдарының ақуызды тізбектегі өз орнын табу үрдісі жүзеге асады.

Трансляцияның өзі 5 кезеңнен түрад:

Трансляцияның 1-ші кезеңі: амин қышқылдарының белсендендірілуі өтеді, оған 20 амин қышқылы, АТФ, Mg+2,

20 т-РНҚ, айрықша талғамдылық көрсететін 20 аминоацил - т-РНҚ синтетеза ферменті қажет болады. Аминоацил - т-РНҚ синтетеза ферментінің ерекшелігі, ол жіберілген қателіктерін дер кезінде жөндеп отырады:

Аминоацил-т-РНҚ- синтетаза, Mg+2

R-CH(NH2)-COOH + ATФ R-CH(NH2)CO~ АМФ + Н4Р2О7

Бұл реакция нәтижесінде түзілген аминоацил-АМФ өзіне тән т-РНҚ-мен аминоацил - т-РНҚ синтетеза ферментінің қатысында комплекс түзеді:

Аминоацил-т-РНҚ-синтетаза, Mg+2

R-CH(NH2)CO~ АМФ + т-РНҚ R-CH(NH2)CO~ т-РНҚ+ АМФ
Трансляцияның 2-ші кезеңінде полипептидтік тізбектің инициациясы жалғасады, оған а-РНҚ, ақуыз синтезін бастаушы кодон (АУК) қажет.

Трансляцияның 3-ші кезеңі- элонгация. Бүл кезеңге екінші түзілген белсенді рибосома; а-РНҚ-дағы сәйкес келетін аминоацил - т-РНҚ; Mg2+; ақуыздық факторлар; ГТФ; пептидилтрансфераза; транслоказа.

Бұл кезеңде амин қышқылдарының бірінен кейін бірінің пептидтік байланыс арқылы орналасуынан полипептидтік тізбектің өсуі байқалады. Бір пептидтік байланыс түзуі үшін 3 молекула ГТФ және 1 молекула АТФ-тың гидролиздендегі энергия жұмсалады. Ақуыздардың синтезі энергияны өте көп қажет еткенімен, өте жылдам жүреді.

Ақуыздардың синтезі бір рибосомада немесе бір уақытта бірнеше рибосомада (полисомада) жүруі мүмкін. Бактерияларда транскрипция және трансляция бірімен-бірі ілесіп жүреді, яғни ДНҚ-на тәуелді РНҚ-полимераза а-РНК-ның синтезін жүргізіп жатқан кезде, а-РНҚ-ның бір шетінде ақуыз синтезі басталып жатады.

Бактериялардың екінші бір ерекшелігі а-РНҚ-ның тіршілік ету уақыты бірнеше минут, сонан соң олар тез нуклеаза ферментінің әсерімен ыдырап кетеді.

Трансляцияның 4 -ші кезеңі - Терминация яғни синтездің аяқталу кезеңі, оған: АТФ; ақуыз синтезінің біткенін білдіруші а-РНҚ-дағы кодондар; полипептидтің рибосомадан босап шығуына қажет ақуыздық факторлар қажет.

РНҚ-да соңғы амин қышқылын көрсететін кодон біткен соң, УАА, УАГ, УГА сияқты мәнсіз кодондар басталады. Бұл кодондардың басталуы, полипептидтің синтезінің аяқталғанын хабарлайды. Одан кейін синтезді бітіруші факторлар (Ғ1, Ғ2), яғни:

1) полипептидтің соңғы т-РНҚ-дан гидролиздік жолмен ыдырап шығуын және т-РНҚ-ның босауын;

2) соңғы т-РНҚ-нын пептилді бөлімінен "бос" күйінде бөлінуін;

3) рибосоманың 30 S және 50 S суббірліктерге диссоциациялануын қамтамасыз етеді.

Трансляцияның 5-ші кезеңі - кеңістіктегі полипептидтік тізбектің орналасуы және процессинг. Бұл кезеңде полипептид өзінің кеңістіктегі екінші - үшінші - реттік құрылымын түзіп, биологиялық белсенді түріне көшеді. Сонымен қатар, бүл кезеңде бірінші амин қышқылы метиониннен және кейбір керек емес амин қышқылдарынан ажырап, кейбір амин қышқылдарының қалдықтары өзіне фосфат, - метил - , карбоксил - , ацетил топтарын қосып алуы мүмкін. Ал, кейде ақуыздар өзіне олигосахаридтер мен коферменттерді қосып, өзінің биологиялық қызметін атқаруға дайын болады.

Ақуыздар синтезінің реттелуі. Ақуыз синтезінің реттелуі а-РНҚ-ның синтезі және трансляция (яғни ақуыз синтезі) кезеңінде жүреді. Ақуыздардың синтезін реттеу теориясы "оперон теориясы" деп аталады. Бұл теория бойынша бактерияларда ең кемінде геннің үш түрі болады: 1) оператор- 0; 2) реттеуші- R; 3) ақуыздардың бірінші реттік құрылысын анықтайтын құрылымдық- S.

ДНҚ молекуласының осы үш ген орналаскан бөлімін оперон деп атайды да, бірімен-бірі тыгыз байланысты болады.

Ақуыздардың синтезін ферменттік реттеуді үш топқа бөлуге болады:

1. репрессибилді яғни ақуыздардың синтезін тежеу, ол көбіне анаболизм реакцияларына қатысатын ферменттердің синтезінде қолданылады;

2. индуцибелді, ақуыз синтезінің жылдамдығын арттыру, бұл катаболизм реакцияларына тән;