BIOSINTEZA PROTEINELOR, LUMEA ARNULUI ȘI ORIGINEA VIEȚII
Cu aproape o jumătate de secol în urmă, în 1953, D. Watson și F. Crick au descoperit principiul organizării structurale (moleculare) a substanței genetice - acidul deoxiribonucleic (ADN). Structura ADN-ului a dat cheia mecanismului de reproducere exactă - redusă - a unei substanțe genetice. Deci a existat o nouă știință - biologie moleculară. Așa-numita dogma centrală a biologiei moleculare a fost formulată: ADN à ARN à proteine. Sensul său este că informația genetică înregistrată în ADN-ul este realizat sub formă de proteine, dar nu direct, ci prin inrudit polimer - acid ribonucleic (ARN), și în acest fel de acizi nucleici la proteine este ireversibil. Astfel, ADN-ul este sintetizat pe ADN-ul, oferind propria sa redimensionare, adică reproducerea materialului genetic original în generații; ARN este sintetizat pe ADN, rezultând rescrierea sau transcrierea informațiilor genetice sub formă de copii multiple de ARN; Moleculele ARN servesc ca matrici pentru sinteza proteinelor - informația genetică este tradusă sub forma lanțurilor de polipeptide. In cazuri speciale, ARN-ul poate corespunde formei ADN-ului ( „transcriere inversă“), precum și ARN copiat de proteine (replicate), dar nu poate fi niciodată un șablon pentru acizii nucleici.
Deci, este ADN care determină ereditatea organismelor, adică un set de proteine reproduse în generații și caracteristicile asociate. Proteina biosinteza este sarcina centrală a materiei vii, și acizi nucleici îi furnizează o mână, programul determină specificitatea și întregul set de proteine sintetizate, iar celălalt - mecanismul exact al redării programului în generații. În consecință, originea vieții în forma ei celulară modernă este redusă la apariția unui mecanism de biosinteză a proteinelor moștenite.
Dogma centrală a biologiei moleculare postulează numai modul de transfer al informațiilor genetice de la acizi nucleici la proteine și, în consecință, la proprietățile și atributele unui organism viu. Investigarea mecanismelor de punere în aplicare a acestui mod de zeci de ani, a urmat formularea dogmei centrale, a relevat o mult mai diverse funcții de ARN decât să fie doar un purtător de informații de gene (ADN) și proteine pentru a servi ca matriță pentru sinteza proteinelor.
În Fig. 1 prezintă schema generală a biosintezei proteinelor într-o celulă. Mesajul ARN (mesager ARN, matrice ARN, mRNA) care codifică proteine, menționat mai sus, este doar una dintre cele trei clase principale de ARN celular. Masa lor principală (aproximativ 80%) este o altă clasă ARN - ARN ribozomal, care formează cadrul structural și centrele funcționale ale particulelor universale de sinteză a proteinelor - ribozomi. Este vorba de ARN-urile ribozomale care sunt responsabile, atât structural cât și funcțional, pentru formarea de mașini moleculare ultramicroscopice numite ribozomi. Ribosomii percep informații genetice sub formă de molecule de ARNm și, fiind programate de acestea din urmă, fac proteine în conformitate exactă cu acest program.
Cu toate acestea, pentru a sintetiza proteinele, informațiile sau programele nu sunt suficiente - avem nevoie, de asemenea, de materiale din care pot fi făcute. Material de furaj pentru sinteza proteinelor in ribozomului trece prin clasa a treia de ARN celular - vectori ARN (transfer de ARN, ARN de transfer, ARNt). Ei covalent se leaga - acceptoare - aminoacizi, care sunt elementele constitutive ale proteinelor, cât și sub formă de aminoacil-ARNt la ribozomi primite. Ribozomii de aminoacil-ARNt interactioneaza cu codoni - combinații trehnukleotidnymi - ARNm, având ca rezultat și decodifică codoni în timpul traducerii.
