Valkude biosüntees (0)

Valkude biosüntees
Valkudel on organismides täita palju mitmesuguseid ülesandeid. Valgud kuuluvad kõik rakuorganellide koostisse. Ainult valgulise ehitusega on nahatekised : karvad, suled, sõrad ja kabjad. Seega on valkudel kõigis organismides ehituslik funktsioon. Rakumembraani kostises esinevad transpordivalgud, mis juhivad kindlat tüüpi molekule nii rakku sisse kui ka sealt välja. Sellele tuginedes saab järeldada, et valgud täidavad organismis transpordifunktsiooni. Rakumembraanis esineb mõningaid valke, mis edastavad väliskeskonna infot raku sisemusse . Seda nimetataksegi valgu retseptorfunktsiooniks. Tänu retseptorvalkudele liigub amööb toiduosakese suunas ning kingloom eemaldub vette asetatud keedusoola kristallist. Valkude kaitsefunktsioonid avalduvad väga eriilmeliselt. Inimorganismi sattunud võõrvalkude,-nukleiinhapete ja teiste organismile mitteomaste orgaaniliste ühendite vastu moodustuvad veres antikehad . Biokeemiliste reaktsioonide kiirust reguleerivad valgud, mida nimetatakse ensüümideks. Neid iseloomustab kõrge spetsiifilisus, sest iga reaktsiooni juhib oma ensüüm. Inimese süljes esinev valk amülaas lagundab tärklist. See ensüüm lõhustab toiduga suhu sattunud tärklise molekulid esmalt eri pikkusega oligosahhariidideks ja seejärel tärklisee monomeerideks- glükoosi molekulideks. Proteaas lõhub valke. Seda kasutatakse liha pehmendamiseks, kala nülgimiseks, loomanahalt karvade eemaldamiseks ning pesupulbrite koostisosana.
Nukleiinhapped on biopolümeerid, mille monomeerideks on nukleotiidid . Eristatakse kahte tüüpi nukleiinhappeid: DNA ja RNA. DNA molekulid võivad olla eri pikkusega, neist suurimates on reastunud sadu miljoneid nukleotiide . Sarnaselt valkudega sõltuvad ka nende molekulide omadused monomeeride järjestusest ja hulgast. DNA molekul on teist ja kolmandat järku struktuur nagu ka valk. Vesiniksidemetega ühendatud kaheahelaline DNA keerdub kruvikujuliselt biheeliksisse. See ongi DNA teist järku struktuur. Nukleotiidide omavahelisel liitumisel tekib DNA üksikahel. Kuid DNA molekul koosneb kahest omavahel ühinenud ahelast . Nende koospüsimise aluseks on komplementaarsus -printsiip. Kui ühes ahelas paikneb A, siis teises ahelas on selle vastas alati T ning G vastas alati C. RNA kolm lämmastikalust on samad, mis DNA koostises: adeniin (A), guaniin (G) ja tsütosiin(C). Kui neljanda lämmastikalusena esineb DNA molekulis tümiin(T), siis RNA ehituses on selle asemel uratsiin(U).
-A-T-C-C-T-G-G-T-T-T-A-T-G-C-
-T-A-G-G-A-C-C-A-A-A-T-A-C-G-
Molekulaargeneetika keskendub oma uurimissuundades peamiselt kolmele universaalsele protsessile: DNA sünteesile ehk replikatsioonile, RNA sünteesile ehk transkriptsioonile ja valgu sünteesile ehk translatsioonile. Transkriptsiooni käigus sünteesitakse rakutuumas paikneva DNA struktuuri alusel mRNA molekulid, mis liiguvad tsütoplasmas asuvatesse ribosoomidesse. Seal toimub translatsioon , mille tulemusena saadakse mRNA nukleotiidsele järjestusele vastavad molekulid. RNA süntees lõpeb, kui ensüüm jõuab DNA nukleotiidse järjestuseni, mida nimetatakse terminaatoriks. DNA nukleotiidset järjestust, millega ensüüm sünteesi alustamiseks peab ühinema, nimetatakse promootoriks. DNA lõiku, mis määrab ühe RNA molekuli sünteesi, nimetatakse geeniks. Geeni avaldumine sõltub RNA-d sünteesiva ensüümi seostumisest DNA promotorpiirkonnaga. Kui ensüüm ühineb promotooriga, siis transkriptsioon toimub ja vastupidi: ensüüm ei seostu, siis transkriptsiooni ei järgne. Ensüümi ühinemist promootoriga võib takistada mõni teine valk- repressor.
DNA ja RNA ning valkude sünteesiprotsessidele ühine iseärasus on see, et erinevalt teistest biosünteesidest on need matriitsünteesid. See tähendab, et DNA, RNA ja valgud sünteesitakse olemasolevate molekulide ahelate alusel, mis määravad sünteesitavate molekulide monomeeride järjestuse. Sel teel tagatakse geneetilise ingo ülekanne. mRNA molekuli kolm järjestikust nukleotiidi määravad ära kindla aminohappe valgu molekulis. Seda vastavust nimetatakse geneetiliseks koodiks. Ühele aminohappele vastavat mRNA molekuli nukletiidikolmikut nimetatakse koodoniks. „Koodipäikese“ abil saab leida koodonite ja aminohapete vahelised vastavused. Algus- ehk initsiaatorkoodoniks on alati mRNA nukleotiidne järjestus AUG, millele vastab aminohape metioniin(Met). Seega algab kõigi valkude süntees alati metioniinikoodonist. Valgusünteesi lõppu tähistavaid koodoneid on kolm: UGA, UAA ja UAG. Kui translatsioon jõuab ühe nimetatud koodonini, siis valgusüntees lõpeb ja seetõttu nimetatakse neid stoppkoodoniteks. tRNA molekuli kolmenukleotiidne järjestus, mis seostub valgusünteesi käigus mRNA koodoniga nimetatakse antikoodoniks.