ПОӘК 042-18-10 109/03-2013 18. 09. 2013 ж. №1 басылым

Т р а н с к р и п ц и я

Сөйтіп, транскрипцияның нәтижесінде ДНҚ-ның бөлігіндегі жазылған хабар и-РНҚ-ға көшіріледі. И-РНҚ-ға көшірілген хабар рибосомаға жеткізіледі.

Клеткадағы белоктың түзілуі өте күрделі және көп сатылы процесс. Қазіргі кезде оның өте нәзік механизмдері анықталды. Клеткадағы белоктардың түзілуі дәлме-дәл заңдылықпен генетикалық хабарға /информацияға/ сәйкес жүреді.

Белок цитоплазманың құрамындағы рибосома деген органоидтерде түзіледі. Химиялық табиғаты жағынан рибосомалар 50-60 %-і РНҚ-дан және 35-50 %-і белоктардан тұратын нуклеопротеидтер болып келеді. Рибосомалар клеткада 3 тен 100 бірлікке дейін топтанған түрде болады /полисом/. Олар бір-бірімен өзгеше өзіне тән жіпшелермен байланысқан. Әрбір рибосома өз бетімен бір полипептидтік тізбекті түзуге қабілетті.

Трансляция. Белоктың рибосомада түзілуі

Белоктардың биосинтезіне барлық 20 амин қышқылы, АТФ, ГТФ, магний ионы, әр түрлі ферменттер, РНҚ-ның барлық түрлері, рибосомалар, инициация, элонгация, терминация факторлары және т.б. керек.

Клеткадағы белоктың түзілуі бірнеше кезеңдер арқылы өтеді.
Бірінші саты. Амин қышқылдарын активтендіру

және аминоацил – т – РНҚ-ның пайда болуы

Әр амин қышқылының өзін активтендіретін жоғары талғампазды ерекше ферменті бар. Оны аминоацил-т-РНҚ-синтетаза деп атайды. Бұл фермент процестің келесі, аминоациладенилаттың т-РНҚ мен әрекеттесу, сатысына қатысады.

Екінші саты. Белоксинтездеуші жинақтың рибосомадан және и-РНҚ-дан пайда болуы.

Дәріс 15. Заттар алмасуының өзара байланыстары

Дәріс сабақтың мазмұны:

1. Заттар алмасуының өзара байланыстарының жалпы заңдылықтары

2. Көмірсулар мен майлар алмасуының өзара байланыстары

3. Көмірсулар мен белоктар алмасуының өзара байланыстары

4. Белоктар мен майлар алмасуының өзара байланыстары

5. Нуклеин қышқылдарымен басқа заттардың алмасуының байланыстары

Организмде әр түрлі заттардың биохимиялық өзгерістері бір-бірімен өте тығыз байланысқан: біреуі екінішісіне тәуелді, бір уақытта, бірге, біртұтас өзара қатыстықта өтеді. Организм – біртұтас құрылым. Қандай да бір заттар тобының алмасуының бұзылуы тұтас бір организмнің зат алмасуының бұзылуына апарып соғады.

Клеткалардың динамикалық күйі тіршілікті сипаттаудың ең бір тамаша белгісі. Организмде өтетін зат алмасуының реакциялары жоғары дәрежелі келісімділігімен сипатталады. Биохимиялық реакциялар белгілі бір ретпен және бірізділікпен өтеді. Олар тіршілік әлемінің ұзақ эволюциясының нәтижесінде біртұтас тәртіпті жүйе құра отырып, генетика тұрғысынан бекіді де, тұқым қуалап ұрпақтан ұрпаққа тарады.

Зат алмасуы заттармен энергияның организмде өзгеруінің заңды тәртібі болып келеді. Белоктар мен майлардың алмасуының үдемелілігі көмірсулардың алмасуымен қамтамасыз етіледі және керісінше. Азықта майлар жетіспегенде олардың организмге деген қажеттілігін өтеу үшін, белоктар мен көмірсулардың ыдырауы күшейе түседі және т.т. Сөйтіп, организм біртұтастықта қызмет етеді.

Сонымен, зат алмасуы деп, белгілі бір тәртіппен кезектесіп келіп отыратын әр түрлі, күрделі және көп қырлы биохимиялық реакциялардың жиынтығын айтады. Клеткадағы өтіп жатқан барлық процестердің жиынтығын, яғни қоректік заттардың ыдырауын, жаңа қосылыстардың түзілуін және энергияның айналымын зат алмасуы /метаболизм/ немесе зат алмасуының диірмені деп атайды. Кребс циклі метаболизм қазаны сияқты.

Диірменнің ең бір тамаша қаиеті оның оңай түрде бөгде қоректік заттарды өзгертіп, оларды организмнің өзінікіне айналдыруы.

Зат алмасуының өзара байланыстары орталық жүйке жүйесі, ішкі секреция бездері арқылы реттеледі. Реттелу ферменттермен, гормондармен, цАМФ-пен және биохимиялық реакциялардың жалпы өнімдерімен іске асырылады. Әрбір ферменттік реакция белгілі бір метаболизм жолдарының бөлімін құрса, ал зат алмасуы сол барлық метаболизм жолдарының жиынтығы болып келеді. Көптеген метаболизм жолдардың қиылысында тұрған «торапты» метаболитке пирожүзім қышқылы жатады. Бір жағдайда күрделі заттардың ыдырауы онымен аяқталса, ал екіншісінде одан түзілуі басталады. Әр түрлі алмасулардың өзара байланыстары Кребс циклінің реакциялары арқылы іске асады.

Сонымен, биохимияның ең түпкі /міндеті/ мақсаты – тірі организмдердің тіршілігін химия тілінде жазып шығу.

Май молекуласы глицеринмен май қышқылдарының күрделі эфирі болып келетіндіктен, көмірсулардан глицериннің және май қышқылдарының пайда болуын жеке-жеке қарастырып өтейік.

Глицериннің көмірсулардан түзілуі онша күрделі емес. Көмірсулардың анаэробтық ыдырауының аралық өнімі – фосфорланған глицеральдегид тотықсызданып фосфоглицеринге айналады. Ал соңғысы фосфатазаның көмегімен гидролизденіп глицерин түзеді.

Жоғары май қышқылдарының көмірсулардан пайда болуы біздерге Кнооп теориясынан белгілі.

Май қышқылдарының  - тотығуы ацетил – КоА-ның пайда болуына әкелді. Ал, ацетил – КоА тек қана май қышқылдарының тотығуының аралық өнімі ғана емес, сонымен қатар көмірсулардың аэробтық ыдырауының да аралық өнімі болып келеді. Ол үшін көмірсулардың ыдырауындағы пирожүзім қышқылының ацетил – КоА-ға айналуын еске түсірейік.

Сонымен, ацетил – КоА көмірсулар мен майлардың алмасуын байланыстырушы түйін болып келеді. Осы жерде екі алмасу бір-біріне айнала алады, бірігеді. Әрі қарай осы ортақ өнім сол екі алмасуға ортақ бір циклде сол бір зат алмасуының ақырғы өнімдеріне: СО₂ және Н₂О-ға ыдырайды.

Майлардың көмірсуларға айналуы. Бұл процесс қысқы ұзақ ұйқыға түсетін организмдерде болады. Қыста тыныс алу коэффициенті өте төмен – 0,4-0,6. Мұндай тыныс алу коэффициенті майларға тән. Ал бұның өзі көмірсулардың түзілуіне жалғыз материал май қышқылдары ғана бола алатындығын дәлелдейді.

Клетка липазасының ықпалымен май гидролизденеді.

Глицерин өзінің альдегидіне тотығып, ал соңғысы фосфорланады да, глюкоза және гликогеннің пайда болуының қайнар көзіне айналады.

Жоғары май қышқылдарының  - тотығуынан ацетил – КоА, ал одан пируват және т,.б., анаэробиозға тән, заттар пайда болады. Міне, бұл да майлардың көмірсуларға айнала алатындығының мысалы бола алады.

Екі алмасудың байланыстырушы түйіні пирожүзім қышқылы болады. Пируваттан аланин, фенилаланин, тирозин, триптофан, гистидин және басқалары пайда бола алады.Бұдан басқа, пируваттан қымыздық сірке қышқылы түзіледі, ал одан аспарагин қышқылы құрылады:Пирожүзім қышқылы трикарбон қышқылының цикліне еніп L-кетоглутар қышқылына айналады, ал одан глутамин қышқылы пайда боладыКөмірсулармен белоктардың бір-біріне айналымы глюкокортикоидтармен реттеледі.Керісінше, белоктардан көмірсулар түзілуі мүмкін. Көптеген амин қышқылдарынан организмде пирожүзім қышқылы түзіле алады, ал пируваттан көмірсуларға өту күрделі емес.

Ацетил – КоА қымыздықсірке қышқылымен конденсацияланып Кребс цикліне түсіп  - кетоглутар қышқылының түзілуін қамтамасыз етеді, ал соңғысы глютамин қышқылына аайналады.

Ацетил – КоА организмде қымыздықсірке және пирожүзім қышқылдарын ұдайы, кең көлемде өндіріп отырады. Екі қышқылдан да амин қышқылдары /аланин, аспарагин, треонин/ түзіледі.

Керісінше, майлардың белоктардан пайда болуы мүмкін. Амин қышқылдарының ыдырауынан пирожүзім қышқылы пайда болса, ал одан тотыға декарбоксильдену арқылы ацетил – КоА түзіледі.

Нуклеин қышқылдарымен көмірсу алмасуларының арасында да байланыстар бар.

Пурин және пиримидин нуклеотидтерінің құрамды бөліктері – D-рибоза және D-оксирибоза – нуклеин қышқылдарының молекуласына көмірсулардың ыдырауы есебінен түседі.

Ал, нуклеин қышқылдарының ыдырауы көмірсулардың түзілуін әр түрлі көмірсулармен қамтамасыз етеді.

Екінші бір қатынас, ол нуклеозиддифосфаттар мен нуклеозидтрифосфаттардың түзілуінің көмірсулардың клеткада ыдырау деңгейіне байланыстылығында жатыр. Түзілу үшін АТФ қажет, ал көмірсулардың аэробтық ыдырауы оның бай көзі екенін білеміз.

Үшінші дәлел: Нуклеин қыщқылдарының клеткадағы түзілуі гистон түріндегі белоктармен реттеледі.

Сонымен, тірі организм үздік зат алмасудың арқасында өз тіршілігін қамтамасыз ете алатын, өзін-өзі реттеуші үйлесімді жүйе болып саналады

Негізгі ұғымдар: тәуліктік қажеттілік; энергетикалық заттар.

Бақылау сұрақтары:
Ұсынылатын әдебиеттер:

Өзіңді тексер

1.Көмірсулардың майға айналуында байланыстырушы түйін: а)глюкозо-6-фосфат; б)3-фосфоглицерин қышқылы; в)ацетил- КоА; г)пирожүзім қышқылы; д)изоцитрат

2.Кребс айналымыдна алма қышқлы дегидрленіп айналады: а)фумар қышқылына; б) янтарь қышқылына; в) қымыздық-сірке қышқылына; г)α-кетоглутар қышқылына; д) лимон қышқылына

3.Көмірсулар мен нуклеин қышқылдарының алмасуларын байланыстырып қосылыстардың аты: а)рибоза және дезоксирибоза; б)глюкоза және галактоза; в)ксилоза және арабиноза; г)сүт және фумар қышқылы; д)пирожүзім және фумар қышқылы

4.Белокатр мен нуклеин қышқылдарның алмасуларын байланыстыратын қосылысты ата:

а)серин және аланин; б)глицин және аспарагин қышқлдары; в)триптофан және гистидин; г)треонин және пролин; д) валин және лейцин

2. 
   Зертханалық-семинар сабақтарының жоспары
   

• 
  полипептидтер мен амин қышқылдары;
  
• 
  пурин және пиримидин негіздері;
  
• 
  көмірсулар (рибоза және дезоксирибоза);
  
• 
  фосфор қышқылы
  

1. 
   Заттар алмасуынының өзара байланыстарының жалпы заңдылықтары.
   
2. 
   Көмірсулар мен майлардың алмасуының өзара байланысы.
   
3. 
   Көмірсулар мен белоктардың алмасуының өзара қатынастары.
   
4. 
   Белоктар мен майлардың алмасуының өзара қатыстары.
   
5. 
   Нуклеин қышқылдары мен басқа заттардың алмасуының байланыстары.
   

2. 
   СТУДЕНТТІҢ ӨЗДІК ЖҰМЫСЫ
   

1. 
   Студенттің өздік жұмысын ұйымдастыру жөніндегі әдістемелік ұсынымдар:
   

1 Тірі табиғаттағы су

2 Тірі ағзадағы минералды заттар

3 Фотосинтез

4 Қан биохимиясы

5 Жүйке ұлпасы биохимиясы

6 Бұлшықет ұлпасы биохимиясы

7 Жалғастырушы ұлпа биохимиясы

9 Бауыр биохимиясы

10 Бүйрек биохимиясы

11 Зәр биохимиясы

12 Сүт биохимиясы

13 Ет биохимиясы

14 Тері биохимиясы