Tipi ағзалардың химиялық қүрамы. Бейағзалық заттар

Нәруыздардың құрамындағы аминқышқылдарын қарастырайың. Нәруыздардың 20 түрлі аминқышқылынан тұратындығы белгілі. Ал ДНҚ құрамында тек қана 4 түрлі азоттық негіз болады. Егерде біз әрбір аминқышқылды әрбір азоттық негізбен кодтайтын болсақ, онда тек қана 4 аминқышқылы кодталынады. Егер азоттық негіздерді жүп кылып алсақ, онда 16 аминқышқылын кодтай аламыз. Бұл да жеткі- ліксіз болады. Барлық аминкышқылдарын кодтау үтттін үш азоттық негіз катарынан тұратын реттілік — триплет қажет. Генетикалық код ДНҚ-ның тек қана бір жіпшесінде орналасады. Оны мағыналы жіпіие деп атайды. ДНҢ-ның екінші жіпшесі ақпаратты сақтау мен тасымалдауға қатыспайды.

Генетикалық код үш әріпті болып келеді және онымен 64 элементті (43) кодтауға болады. Аминқышқылының саны 20 болғандықтан, бір аминкышкылы бірнеше триплеттермен кодталынады, онда реттілік бойынша бірінші және екінші азоттық негіздер өзгермейді де, тек үшінші азоттық негіз өзгереді. Мысалы, аргинин аминқышқылына ГЦА, ГЦГ, ГЦТ сияқты триплеттер сәйкес келеді. Бұндай бір элементті бірнеше код кодтайтын болса, оны нақты емес деп атайды. Генетикалық код дискретті болып табылады, яғни триплеттер бірінен кейін бірі жүреді.

Нәруыз биосинтезі кезінде оның соңы арнайы триплетпен кодталады, ол ешбір аминқышкылына сәйкес келмейді. Бұндай триплет терминациялаушы кодон деп аталады. Үш терминациялаушы кодон болады: УАА, УАГ және УГА.

РНҚ-ның тек екеуі ғана, яғни аРНҚ мен тРНҚ генетикалык акпаратты тасымалдауға қатысады. Генетикалық ақпарат тасымалдану үшін ДНҚ-ның мағыналы жіпшесінің белгілі бір жерінде (ДНҚ-ға тәуелді РНҚ-полимераза ферментінің көмегімен) РНҚ комплементарлы түрде синтезделеді. Тиминнің орнына РНҚ-да урацил қатысады, яғни ДНҚ бөлігі ААГ, ЦАГ, ГТА-дан тұратын болса, УУЦ, ГУЦ, ЦАУ түріндегі комплементарлы аРНҚ синтезделеді.

Бір полипептидтік тізбектегі аминқышқылының орналасу реттілігі туралы ақпарат жазылған ДНҢ белігі ген (гр. генос— туу) деп аталады. аРНҚ ДНҚ молекуласының белгілі бір бөлігінде РНҚ- полимераза ферментінің өсерінен синтезделеді. Бүндай жолмен синтезделген ақпараттық РНҚ (аРНҚ) ДНҚ молекуласының белгілі бір бөлігінің көшірмесі болып есептеледі. аРНҚ ядродан шығып, цитоплазмаға тасымалданып, ерекше органоид — рибосомамен байланысады. аРНҚ ДНҚ молекуласынан көшіріп алған тұқым қуалау ақпаратын рРНҚ- ға жеткізеді. Демек, ол ДНҚ мен рибосоманың арасындағы дөнекер. Генетикалық кодтың негізін білгендіктен, біз енді трансляция процесіне өте аламыз (ағылш. трансляция — аудару деген сөз). Бұл триплеттер тілін нәруыздардағы аминқышқылдарының реттілігі тіліне аудару процесі. Трансляцияны ерекше аудармашы РНҚ, яғни транспорттық РНҚ (тРНҚ) жүзеге асырады. Оның пішіні беде жапырағына ұқсайды. Ортаңғы жапырактың ұшында 3 азоттық негіздер реттілігі, яғни триплет орналасқан. Бұл триплет аРНҚ-ға антикодон, ал ДНҚ-ға кодон болып келеді. Бірақ та тимин урацилмен ауыстырылады. тРНҚ-ның алпысқа жуык түрі белгілі. Әрбір тРНҚ 20 аминқышқылының біреуімен қосылады. Қосылу үшін энергия көп жұмсалады.

Нәруыз синтезі ерекше биохимиялық машиналар — рибосомаларда жүзеге асырылады. Рибосомалар үлкен және кіші екі суббеліктен тұрады. Бұл суббөліктёр рибосомалық РНҚ (рРНҚ) және құрылымдық нәруыздардан түзіледі. Рибосомалық РНҚ (рРНҚ) рибосоманың құрылымдык каңкасын түзеді. аРНҚ алдымен АУГ деп аталатын бірінші триплеті бар рибосоманың кіші суббелігімен байланысады. Бұл триплет АУЦ антикодоны бар формилметионинді тРНҚ-ға сәйкес келеді. Содан кейін рибосоманын; кіші суббөлігіне үлкен суббелік байланысып, суббөліктер арасындағы саңылауларға формилметионинді тРНҚ кіріп, ол аРНҚ-ның бірінші триплетін «таниды». Содан соң, егер аРНҚ-ның екінші триплеті AAA болса, онда лизиндік тРНҚ оларға жақындайды да, лизин пептидтік байланыс арқылы метионинмен байланысады. Сонымен рибосомадағы нәруыз молекуласында бірінші пептидтік байланыстың синтезі жүреді. Содан кейін аРНҚ бір триплетке жылжиды да, рибосомаға, мысалы, келесі УУУ триплеті енеді. Бұл триплет фенилаланиндік тРНҚ-ның байланысуьш талап етеді. Сонан соң фенилаланинлизинмен байланысады да, нәруыз синтезі әрі қарай жалғасады. Соңында рибосомаға терминациялайтын кодон УГА кіреді де, нәруыз синтезінің тоқтатылуына және нәруыздың рибосомадан босап шығуына сигнал береді.