जीव विज्ञान में प्रोटीन संश्लेषण कहाँ होता है? प्रोटीन जैवसंश्लेषण: संक्षिप्त और स्पष्ट। जीवित कोशिका में प्रोटीन जैवसंश्लेषण

प्रोटीन जैवसंश्लेषण प्रत्येक जीवित कोशिका में होता है। यह युवा बढ़ती कोशिकाओं में सबसे अधिक सक्रिय है, जहां प्रोटीन को उनके अंगों के निर्माण के लिए संश्लेषित किया जाता है, साथ ही स्रावी कोशिकाओं में, जहां एंजाइम प्रोटीन और हार्मोन प्रोटीन को संश्लेषित किया जाता है।

प्रोटीन की संरचना निर्धारित करने में मुख्य भूमिका डीएनए की होती है। डीएनए का एक टुकड़ा जिसमें एक प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी होती है, जीन कहलाता है। एक डीएनए अणु में कई सौ जीन होते हैं। डीएनए अणु में विशेष रूप से संयुक्त न्यूक्लियोटाइड के रूप में प्रोटीन में अमीनो एसिड के अनुक्रम के लिए एक कोड होता है। डीएनए कोड लगभग पूरी तरह से समझ लिया गया था। इसका सार इस प्रकार है. प्रत्येक अमीनो एसिड डीएनए श्रृंखला के एक खंड से मेल खाता है जिसमें तीन आसन्न न्यूक्लियोटाइड होते हैं।

उदाहरण के लिए, टी-टी-टी अनुभाग अमीनो एसिड लाइसिन से मेल खाता है, ए-सी-ए अनुभाग सिस्टीन से मेल खाता है, सी-ए-ए वेलिन से मेल खाता है, आदि। 20 अलग-अलग अमीनो एसिड हैं, 3 के 4 न्यूक्लियोटाइड के संभावित संयोजनों की संख्या 64 है। इसलिए, त्रिक हैं सभी अमीनो एसिड को एन्कोड करने के लिए प्रचुर मात्रा में पर्याप्त है।

प्रोटीन संश्लेषण एक जटिल बहु-चरण प्रक्रिया है, जो मैट्रिक्स संश्लेषण के सिद्धांत के अनुसार आगे बढ़ने वाली सिंथेटिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला का प्रतिनिधित्व करती है।

चूँकि डीएनए कोशिका नाभिक में स्थित होता है, और प्रोटीन संश्लेषण साइटोप्लाज्म में होता है, एक मध्यस्थ होता है जो डीएनए से राइबोसोम तक जानकारी स्थानांतरित करता है। यह मैसेंजर एमआरएनए है. :

प्रोटीन जैवसंश्लेषण में, कोशिका के विभिन्न भागों में होने वाले निम्नलिखित चरण निर्धारित होते हैं:

1. पहला चरण - आई-आरएनए का संश्लेषण नाभिक में होता है, जिसके दौरान डीएनए जीन में निहित जानकारी को आई-आरएनए में फिर से लिखा जाता है। इस प्रक्रिया को प्रतिलेखन कहा जाता है (लैटिन "प्रतिलेख" से - पुनर्लेखन)।

2. दूसरे चरण में, अमीनो एसिड को टीआरएनए अणुओं के साथ जोड़ा जाता है, जिसमें क्रमिक रूप से तीन न्यूक्लियोटाइड्स - एंटिकोडन होते हैं, जिनकी मदद से उनके ट्रिपल कोडन का निर्धारण किया जाता है।

3. तीसरा चरण पॉलीपेप्टाइड बांड के प्रत्यक्ष संश्लेषण की प्रक्रिया है, जिसे अनुवाद कहा जाता है। यह राइबोसोम में होता है।

4. चौथे चरण में प्रोटीन की द्वितीयक एवं तृतीयक संरचना का निर्माण होता है अर्थात प्रोटीन की अंतिम संरचना का निर्माण होता है।

इस प्रकार, प्रोटीन जैवसंश्लेषण की प्रक्रिया में, डीएनए में निहित सटीक जानकारी के अनुसार नए प्रोटीन अणु बनते हैं। यह प्रक्रिया प्रोटीन के नवीनीकरण, चयापचय प्रक्रियाओं, कोशिका वृद्धि और विकास, यानी कोशिका की सभी जीवन प्रक्रियाओं को सुनिश्चित करती है।

क्रोमोसोम (ग्रीक से "क्रोमा" - रंग, "सोमा" - शरीर) कोशिका नाभिक की बहुत महत्वपूर्ण संरचनाएं हैं। वे कोशिका विभाजन की प्रक्रिया में एक प्रमुख भूमिका निभाते हैं, जिससे वंशानुगत जानकारी का एक पीढ़ी से दूसरी पीढ़ी तक संचरण सुनिश्चित होता है। वे प्रोटीन से जुड़े डीएनए के पतले धागे हैं। स्ट्रैंड को क्रोमैटिड कहा जाता है, जिसमें डीएनए, मूल प्रोटीन (हिस्टोन) और अम्लीय प्रोटीन होते हैं।

एक गैर-विभाजित कोशिका में, गुणसूत्र नाभिक की पूरी मात्रा को भर देते हैं और माइक्रोस्कोप के नीचे दिखाई नहीं देते हैं। विभाजन शुरू होने से पहले, डीएनए सर्पिलीकरण होता है और प्रत्येक गुणसूत्र माइक्रोस्कोप के नीचे दिखाई देने लगता है। सर्पिलीकरण के दौरान, गुणसूत्र हजारों बार छोटे हो जाते हैं। इस अवस्था में, गुणसूत्र दो समान स्ट्रैंड्स (क्रोमैटिड्स) की तरह दिखते हैं, जो एक दूसरे के बगल में पड़े होते हैं, जो एक सामान्य खंड - सेंट्रोमियर से जुड़े होते हैं।

प्रत्येक जीव में गुणसूत्रों की एक स्थिर संख्या और संरचना होती है। दैहिक कोशिकाओं में, गुणसूत्र हमेशा युग्मित होते हैं, अर्थात नाभिक में दो समान गुणसूत्र होते हैं जो एक जोड़ी बनाते हैं। ऐसे गुणसूत्रों को समजात कहा जाता है, और दैहिक कोशिकाओं में गुणसूत्रों के युग्मित सेट को द्विगुणित कहा जाता है।

इस प्रकार, मनुष्यों में गुणसूत्रों के द्विगुणित सेट में 46 गुणसूत्र होते हैं, जो 23 जोड़े बनाते हैं। प्रत्येक जोड़ी में दो समान (समजात) गुणसूत्र होते हैं।

गुणसूत्रों की संरचनात्मक विशेषताएं उन्हें 7 समूहों में अलग करना संभव बनाती हैं, जिन्हें लैटिन अक्षरों ए, बी, सी, डी, ई, एफ, जी द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है। गुणसूत्रों के सभी जोड़े में क्रम संख्या होती है।

पुरुषों और महिलाओं में समान गुणसूत्रों के 22 जोड़े होते हैं। इन्हें ऑटोसोम कहा जाता है। एक पुरुष और एक महिला में गुणसूत्रों की एक जोड़ी भिन्न होती है, जिसे लिंग गुणसूत्र कहा जाता है। उन्हें अक्षरों द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है - बड़ा X (समूह C) और छोटा Y (समूह C)। महिला शरीर में 22 जोड़े ऑटोसोम और एक जोड़ी (XX) सेक्स क्रोमोसोम होते हैं। पुरुषों में 22 जोड़ी ऑटोसोम और एक जोड़ी (XY) सेक्स क्रोमोसोम होते हैं।

दैहिक कोशिकाओं के विपरीत, रोगाणु कोशिकाओं में गुणसूत्रों का आधा सेट होता है, अर्थात, उनमें प्रत्येक जोड़ी से एक गुणसूत्र होता है! इस समुच्चय को अगुणित कहते हैं। कोशिका परिपक्वता के दौरान गुणसूत्रों का अगुणित समूह उत्पन्न होता है।

पाठ की रूपरेखा : "कोशिका में प्रोटीन संश्लेषण"

(विशिष्ट 10वीं कक्षा के लिए, पाठ का समय - 2 घंटे)

शिक्षक: मस्त्युखिना अन्ना अलेक्जेंड्रोवना

नगर शैक्षणिक संस्थान "माध्यमिक विद्यालय का नाम जनरल ज़खरकिन आई.जी. के नाम पर रखा गया"

पाठ का उद्देश्य:

शैक्षिक: अध्ययनकोशिका में प्रोटीन जैवसंश्लेषण की विशेषताएं, अवधारणाएँ सीखें:जीन, आनुवंशिक कोड, त्रिक, कोडन, एंटिकोडन, प्रतिलेखन, अनुवाद, पॉलीसोम; पीअनुवाद के उदाहरण का उपयोग करके प्रोटीन जैवसंश्लेषण के तंत्र के बारे में ज्ञान विकसित करना जारी रखें; प्रोटीन जैवसंश्लेषण की प्रक्रिया में स्थानांतरण आरएनए की भूमिका का पता लगा सकेंगे; राइबोसोम पर पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के टेम्पलेट संश्लेषण के तंत्र को प्रकट करें।

विकासात्मक: छात्रों की संज्ञानात्मक रुचि विकसित करने के लिएसंदेश पहले से तैयार करें("जीन के बारे में दिलचस्प तथ्य", "आनुवंशिक कोड", "प्रतिलेखन और अनुवाद")। व्यावहारिक कौशल विकसित करनाएक सिंकवाइन बनायेंगे. तार्किक सोच विकसित करने के लिएसमस्याओं को हल करना सीखें.

शैक्षिक: एक वैज्ञानिक विश्वदृष्टिकोण बनाने के लिए, कोशिकाओं में प्रोटीन संश्लेषण के महत्व और महत्व के साथ-साथ उनकी महत्वपूर्ण आवश्यकता को सिद्ध करें।

चार ।: पाठ।

पाठ का प्रकार : संयुक्त

पाठ का प्रकार : प्रस्तुति "कोशिका में प्रोटीन संश्लेषण" और चुंबकीय मॉडल के प्रदर्शन के साथ।

उपकरण: प्रस्तुति "कोशिका में प्रोटीन संश्लेषण"; तालिका "आनुवंशिक कोड"; योजना "डीएनए टेम्पलेट (प्रतिलेखन) से एमआरएनए का गठन"; योजना "टी-आरएनए की संरचना"; योजना "राइबोसोम में प्रोटीन संश्लेषण (अनुवाद)"; योजना "पॉलीसोम पर प्रोटीन संश्लेषण"; टास्क कार्ड और क्रॉसवर्ड पहेली; चुंबकीय मॉडल.

कक्षाओं के दौरान:

तरीके और कार्यप्रणाली तकनीक:

मैं .वर्ग संगठन.

पिछले पाठों में हमने न्यूक्लिक एसिड नामक पदार्थों का अध्ययन किया था। के कारण

फिर हमने उनके दो प्रकारों को देखा: डीएनए और आरएनए, और उनकी संरचना और कार्यों से परिचित हुए। यह पाया गया कि प्रत्येक न्यूक्लिक एसिड में चार अलग-अलग नाइट्रोजनस आधार होते हैं, जो पूरकता के सिद्धांत के अनुसार एक दूसरे से जुड़े होते हैं। आज के नए विषय का अध्ययन करते समय हमें इस सारे ज्ञान की आवश्यकता होगी। इसलिए अपनी कार्यपुस्तिकाओं में इसका नाम "कोशिका में प्रोटीन संश्लेषण" लिखें।

द्वितीय .नई सामग्री सीखना:

1)ज्ञान अद्यतन करना:

किसी नए विषय का अध्ययन शुरू करने से पहले, आइए याद रखें: चयापचय (मेटाबॉलिज्म) क्या है:

मेटाबोलिज्म एक कोशिका की सभी एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाओं की समग्रता है जो एक दूसरे से और बाहरी वातावरण से जुड़ी होती है, जिसमें प्लास्टिक शामिल है
और ऊर्जा का आदान-प्रदान।

आइए एक सिंकवाइन बनाएं, जिसका पहला शब्द मेटाबॉलिज्म है। (1-चयापचय

2-प्लास्टिक, ऊर्जा

3- प्रवाहित करना, अवशोषित करना, मुक्त करना

कोशिका की एंजाइमेटिक प्रतिक्रियाओं का 4-सेट

5-चयापचय)

प्रोटीन जैवसंश्लेषणप्लास्टिक विनिमय प्रतिक्रियाओं को संदर्भित करता है।

प्रोटीन जैवसंश्लेषण – जीवित प्रकृति में सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रिया। यह डीएनए की संरचना में निहित इसकी प्राथमिक संरचना में अमीनो एसिड के अनुक्रम के बारे में जानकारी के आधार पर प्रोटीन अणुओं का निर्माण है

कार्य: लुप्त पदों को भरकर वाक्यों को पूरा करें।

1. प्रकाश संश्लेषण है...(प्रकाश में कार्बनिक पदार्थों का संश्लेषण)।

2. प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया कोशिकांगों में संपन्न होती है -...(क्लोरोप्लास्ट)।

3. प्रकाश संश्लेषण के दौरान मुक्त ऑक्सीजन किसके टूटने के दौरान निकलती है...(पानी)।

4. प्रकाश संश्लेषण की किस अवस्था में मुक्त ऑक्सीजन बनती है? पर …(रोशनी)।

5. प्रकाश अवस्था के दौरान... ए.टी.पी.(संश्लेषित।)

6. अँधेरी अवस्था में क्लोरोप्लास्ट उत्पन्न करता है...(प्राथमिक कार्बोहाइड्रेट ग्लूकोज है)।

7. जब सूर्य क्लोरोफिल पर पड़ता है...(इलेक्ट्रॉनों का उत्तेजना)।

8. प्रकाश संश्लेषण कोशिकाओं में होता है...(हरे पौधे)।

9. प्रकाश संश्लेषण का प्रकाश चरण होता है...(थाइलाकोइड्स)।

10. अंधकार चरण होता है...(कोई भी) दिन के समय।

कोशिका में आत्मसातीकरण की सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रिया है इसके अंतर्निहित प्रोटीन.

प्रत्येक कोशिका में हजारों प्रोटीन होते हैं, जिनमें इस प्रकार की कोशिका के लिए अद्वितीय प्रोटीन भी शामिल हैं। चूँकि जीवन की प्रक्रिया में सभी प्रोटीन जल्दी या बाद में नष्ट हो जाते हैं, इसलिए कोशिका को इसे बहाल करने के लिए लगातार प्रोटीन का संश्लेषण करना पड़ता है , ऑर्गेनेल, आदि। इसके अलावा, कई कोशिकाएं पूरे जीव की जरूरतों के लिए प्रोटीन का "निर्माण" करती हैं, उदाहरण के लिए, अंतःस्रावी ग्रंथियों की कोशिकाएं, जो रक्त में प्रोटीन हार्मोन का स्राव करती हैं। ऐसी कोशिकाओं में, प्रोटीन संश्लेषण विशेष रूप से तीव्र होता है।

2) नई सामग्री सीखना:

प्रोटीन संश्लेषण के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

सभी सेलुलर प्रक्रियाओं की तरह, इस ऊर्जा का स्रोत है . प्रोटीन के कार्यों की विविधता उनकी प्राथमिक संरचना से निर्धारित होती है, अर्थात। उनके अणु में अमीनो एसिड का अनुक्रम। बदले में, वंशानुगत प्रोटीन की प्राथमिक संरचना डीएनए अणु में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम में निहित होती है। डीएनए का वह भाग जिसमें एक प्रोटीन की प्राथमिक संरचना के बारे में जानकारी होती है, जीन कहलाता है। एक गुणसूत्र में कई सैकड़ों प्रोटीनों की संरचना के बारे में जानकारी होती है।

जेनेटिक कोड।

प्रोटीन में प्रत्येक अमीनो एसिड एक के बाद एक स्थित तीन न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रम से मेल खाता है - एक ट्रिपलेट। आज तक, आनुवंशिक कोड का एक नक्शा संकलित किया गया है, यानी, यह ज्ञात है कि डीएनए न्यूक्लियोटाइड के कौन से त्रिक संयोजन प्रोटीन बनाने वाले 20 अमीनो एसिड में से एक या दूसरे से मेल खाते हैं (चित्र 33)। जैसा कि आप जानते हैं, डीएनए में चार नाइट्रोजनस आधार हो सकते हैं: एडेनिन (ए), गुआनिन (जी), थाइमिन (टी) और साइटोसिन (सी)। 4 बटा 3 के संयोजनों की संख्या है: 43 = 64, यानी, 64 विभिन्न अमीनो एसिड को एन्कोड किया जा सकता है, जबकि केवल 20 अमीनो एसिड एन्कोड किए गए हैं। यह पता चला कि कई अमीनो एसिड एक नहीं, बल्कि कई अलग-अलग त्रिक - कोडन से मेल खाते हैं।

यह माना जाता है कि आनुवंशिक कोड की यह संपत्ति कोशिका विभाजन के दौरान आनुवंशिक जानकारी के भंडारण और संचरण की विश्वसनीयता को बढ़ाती है। उदाहरण के लिए, अमीनो एसिड एलानिन 4 कोडन से मेल खाता है: सीजीए, सीजीजी, सीटीजी, सीजीसी, और यह पता चला है कि तीसरे न्यूक्लियोटाइड में एक यादृच्छिक त्रुटि प्रोटीन की संरचना को प्रभावित नहीं कर सकती है - यह अभी भी एक एलानिन कोडन होगा।

चूँकि एक डीएनए अणु में सैकड़ों जीन होते हैं, इसमें आवश्यक रूप से त्रिक शामिल होते हैं, जो "विराम चिह्न" होते हैं और एक विशेष जीन की शुरुआत और अंत का संकेत देते हैं।

आनुवंशिक कोड की एक बहुत ही महत्वपूर्ण संपत्ति विशिष्टता है, अर्थात एक त्रिक हमेशा केवल एक एकल अमीनो एसिड को दर्शाता है। आनुवंशिक कोड बैक्टीरिया से लेकर मनुष्यों तक सभी जीवित जीवों के लिए सार्वभौमिक है।
प्रतिलेखन। सभी आनुवंशिक सूचनाओं का वाहक डीएनए है, जो स्थित है कोशिकाएं. प्रोटीन संश्लेषण स्वयं कोशिका के कोशिका द्रव्य में, राइबोसोम पर होता है। नाभिक से साइटोप्लाज्म तक, प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी मैसेंजर आरएनए (आई-आरएनए) के रूप में आती है। एमआरएनए को संश्लेषित करने के लिए, डीएनए का एक भाग "खुलता है", सर्पिल होता है, और फिर, पूरकता के सिद्धांत के अनुसार, आरएनए अणुओं को एंजाइमों की मदद से डीएनए श्रृंखलाओं में से एक पर संश्लेषित किया जाता है (चित्र 34)। यह इस प्रकार होता है: उदाहरण के लिए, डीएनए अणु का गुआनिन आरएनए अणु का साइटोसिन बन जाता है, डीएनए अणु के एडेनिन के खिलाफ - यूरैसिल आरएनए (याद रखें कि आरएनए में न्यूक्लियोटाइड में थाइमिन के बजाय यूरैसिल होता है), डीएनए में थाइमिन के विपरीत - एडेनिन डीएनए में आरएनए और विपरीत साइटोसिन - गुआनिन आरएनए। इस प्रकार, एक एमआरएनए श्रृंखला बनती है, जो दूसरे डीएनए स्ट्रैंड की एक सटीक प्रतिलिपि है (केवल थाइमिन को यूरैसिल द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है)। इस प्रकार, डीएनए जीन के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम के बारे में जानकारी एमआरएनए के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम में "पुनः लिखी" जाती है। इस प्रक्रिया को प्रतिलेखन कहा जाता है। प्रोकैरियोट्स में, संश्लेषित एमआरएनए अणु तुरंत राइबोसोम के साथ बातचीत कर सकते हैं, और प्रोटीन संश्लेषण शुरू हो जाता है। यूकेरियोट्स में, एमआरएनए नाभिक में विशेष प्रोटीन के साथ संपर्क करता है और परमाणु आवरण के माध्यम से साइटोप्लाज्म में ले जाया जाता है।
साइटोप्लाज्म में प्रोटीन संश्लेषण के लिए आवश्यक अमीनो एसिड का एक सेट होना चाहिए। ये अमीनो एसिड खाद्य प्रोटीन के टूटने के परिणामस्वरूप बनते हैं। इसके अलावा, एक विशेष अमीनो एसिड केवल एक विशेष स्थानांतरण आरएनए (टीआरएनए) से जुड़कर सीधे प्रोटीन संश्लेषण की साइट, यानी राइबोसोम तक पहुंच सकता है।

आरएनए स्थानांतरित करें।

प्रत्येक प्रकार के अमीनो एसिड को राइबोसोम में स्थानांतरित करने के लिए, एक अलग प्रकार के tRNA की आवश्यकता होती है। चूँकि प्रोटीन में लगभग 20 अमीनो एसिड होते हैं, tRNA भी उतने ही प्रकार के होते हैं। सभी टीआरएनए की संरचना समान है (चित्र 35)। उनके अणु अनोखी संरचनाएँ बनाते हैं जो आकार में तिपतिया घास के पत्ते के समान होते हैं। टीआरएनए के प्रकार "शीर्ष पर" स्थित न्यूक्लियोटाइड के त्रिक में आवश्यक रूप से भिन्न होते हैं। यह त्रिक, जिसे एंटिकोडन कहा जाता है, अपने आनुवंशिक कोड में उस अमीनो एसिड से मेल खाता है जिसे यह टी-आरएनए ले जाएगा। एक विशेष एंजाइम आवश्यक रूप से "पत्ती पेटीओल" अमीनो एसिड से जुड़ता है जो एंटिकोडन के पूरक ट्रिपलेट द्वारा एन्कोड किया जाता है।

प्रसारण।

प्रोटीन संश्लेषण का अंतिम चरण-अनुवाद-साइटोप्लाज्म में होता है। एमआरएनए के सिरे पर एक राइबोसोम पिरोया गया है जिससे प्रोटीन संश्लेषण शुरू होना चाहिए (चित्र 36)। राइबोसोम एमआरएनए अणु के साथ रुक-रुक कर, "छलांग" में चलता है, प्रत्येक त्रिक पर लगभग 0.2 सेकेंड तक रहता है। इस क्षण के दौरान, कई में से एक टीआरएनए अपने एंटिकोडन के साथ उस त्रिक को "पहचानने" में सक्षम होता है जिस पर राइबोसोम स्थित होता है। और यदि एंटिकोडन इस एमआरएनए ट्रिपलेट का पूरक है, तो अमीनो एसिड "पत्ती पेटियोल" से अलग हो जाता है और पेप्टाइड बॉन्ड द्वारा बढ़ती प्रोटीन श्रृंखला से जुड़ जाता है (चित्र 37)। इस समय, राइबोसोम एमआरएनए के साथ अगले ट्रिपलेट की ओर बढ़ता है, संश्लेषित होने वाले प्रोटीन के अगले अमीनो एसिड को एन्कोड करता है, और अगला टी-आरएनए आवश्यक अमीनो एसिड "लाता है", जो बढ़ती प्रोटीन श्रृंखला को बढ़ाता है। इस ऑपरेशन को उतनी बार दोहराया जाता है जितनी बार निर्मित होने वाले प्रोटीन में अमीनो एसिड की संख्या होनी चाहिए। जब राइबोसोम में त्रिक का एक सेट होता है, जो जीन के बीच एक "स्टॉप सिग्नल" होता है, तो एक भी टी-आरएनए ऐसे त्रिक में शामिल नहीं हो सकता है, क्योंकि टी-आरएनए में उनके लिए एंटीकोडोन नहीं होते हैं। इस बिंदु पर, प्रोटीन संश्लेषण समाप्त हो जाता है। वर्णित सभी प्रतिक्रियाएँ बहुत कम समय में होती हैं। यह अनुमान लगाया गया है कि एक काफी बड़े प्रोटीन अणु के संश्लेषण में केवल दो मिनट लगते हैं।

एक कोशिका को प्रत्येक प्रोटीन के एक नहीं, बल्कि कई अणुओं की आवश्यकता होती है। इसलिए, जैसे ही राइबोसोम, जो एमआरएनए पर प्रोटीन संश्लेषण शुरू करने वाला पहला था, आगे बढ़ता है, उसी प्रोटीन को संश्लेषित करने वाला दूसरा राइबोसोम उसी एमआरएनए पर उसके पीछे होता है। फिर तीसरे, चौथे राइबोसोम आदि को क्रमिक रूप से एमआरएनए पर बांधा जाता है। सभी राइबोसोम जो किसी दिए गए एमआरएनए में एन्कोड किए गए समान प्रोटीन को संश्लेषित करते हैं, उन्हें पॉलीसोम कहा जाता है।

जब प्रोटीन संश्लेषण पूरा हो जाता है, तो राइबोसोम एक और एमआरएनए ढूंढ सकता है और उस प्रोटीन को संश्लेषित करना शुरू कर सकता है जिसकी संरचना नए एमआरएनए में एन्कोड की गई है।

इस प्रकार, अनुवाद एक एमआरएनए अणु के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम का संश्लेषित प्रोटीन के अमीनो एसिड अनुक्रम में अनुवाद है।

यह अनुमान लगाया गया है कि किसी स्तनपायी के शरीर के सभी प्रोटीन को उसकी कोशिकाओं में मौजूद डीएनए के केवल दो प्रतिशत द्वारा एन्कोड किया जा सकता है। अन्य 98% DNA किसके लिए आवश्यक है? यह पता चला है कि प्रत्येक जीन पहले की तुलना में कहीं अधिक जटिल है, और इसमें न केवल वह अनुभाग शामिल है जिसमें प्रोटीन की संरचना एन्कोडेड है, बल्कि विशेष अनुभाग भी हैं जो प्रत्येक जीन के संचालन को "चालू" या "बंद" कर सकते हैं। . यही कारण है कि सभी कोशिकाएं, उदाहरण के लिए मानव शरीर, जिनमें गुणसूत्रों का एक ही सेट होता है, विभिन्न प्रोटीन को संश्लेषित करने में सक्षम होते हैं: कुछ कोशिकाओं में, प्रोटीन संश्लेषण कुछ जीनों की मदद से होता है, जबकि अन्य में पूरी तरह से अलग जीन शामिल होते हैं। इसलिए, प्रत्येक कोशिका में उसके जीन में निहित आनुवंशिक जानकारी का केवल एक हिस्सा ही साकार होता है।

प्रोटीन संश्लेषण के लिए बड़ी संख्या में एंजाइमों की भागीदारी की आवश्यकता होती है। और प्रत्येक व्यक्तिगत प्रोटीन संश्लेषण प्रतिक्रिया के लिए विशेष एंजाइमों की आवश्यकता होती है।

चतुर्थ .सामग्री सुरक्षित करें:

तालिका भरें:

पहले में

प्रोटीन जैवसंश्लेषण में दो क्रमिक चरण होते हैं: प्रतिलेखन और अनुवाद।

समस्या 1 हल करें:

टीआरएनए एंटिकोडन दिए गए हैं: जीएए, जीसीए, एएए, एसीजी। आनुवंशिक कोड तालिका का उपयोग करके, प्रोटीन अणु में अमीनो एसिड अनुक्रम, एमआरएनए कोडन और इस प्रोटीन को एन्कोडिंग करने वाले जीन टुकड़े में ट्रिपलेट निर्धारित करें।

समाधान:

एमआरएनए कोडन: टीएसयूयू - टीएसजीयू - यूयूयू - यूजीसी।

अमीनो एसिड अनुक्रम: ल्यू - आर्ग - फेन - सीआईएस।

डीएनए त्रिक: GAA - GCA - AAA - ACG।

कार्य 2

टीजीटी-एटीएसए-टीटीए-एएए-सीसीटी। इस जीन के नियंत्रण में संश्लेषित प्रोटीन में एमआरएनए के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम और अमीनो एसिड के अनुक्रम को निर्धारित करें।

उत्तर: डीएनए: टीजीटी-एटीएसए-टीटीए-एएए-सीसीटी

एमआरएनए: एसीए-उगु-एएयू-यूयूयू-जीजीए

प्रोटीन: ट्रे---सीआईएस---एएसपी---फेन---ग्लि।

दो पर

समस्या 1 हल करें:

यह डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए अणु का एक टुकड़ा दिया गया है। आनुवंशिक कोड तालिका का उपयोग करके, डीएनए के इस खंड द्वारा एन्कोड किए गए प्रोटीन अणु के टुकड़े की संरचना निर्धारित करें:

एएए - टीटीटी - वाई वाई वाई - सीसीसी

टीटीटी - एएए - टीसीसी - वाईवाईवाई।

समाधान:

चूंकि एमआरएनए हमेशा केवल एक डीएनए स्ट्रैंड पर संश्लेषित होता है, जिसे आमतौर पर शीर्ष स्ट्रैंड के रूप में लिखित रूप में दर्शाया जाता है, तो

एमआरएनए: यूयूयू - एएए - सीसीसी - वाईजीजी;

ऊपरी श्रृंखला द्वारा एन्कोड किया गया प्रोटीन टुकड़ा: फेन - लिस - प्रो - ग्लाइ।

कार्य 2 : डीएनए के एक भाग में निम्नलिखित न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम होता है:

टीजीटी-एटीएसए-टीटीए-एएए-सीसीटी। इस जीन के नियंत्रण में संश्लेषित प्रोटीन में एमआरएनए के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम और अमीनो एसिड अनुक्रम निर्धारित करें।

उत्तर: डीएनए: AGG-CCT-TAT-YYY-CGA

एमआरएनए: यूसीसी-जीजीए-एयूए-सीसीसी-जीसीयू

प्रोटीन: सेर---ग्लि---आइसो---प्रो---अला

आइए अब उन दिलचस्प संदेशों को सुनें जो आपने तैयार किए हैं।

"जीन के बारे में रोचक तथ्य"

"जेनेटिक कोड"

"प्रतिलेखन और प्रसारण"

छठी .पाठ का सारांश।

1) पाठ से निष्कर्ष: कोशिका में होने वाली सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में से एक प्रोटीन संश्लेषण है। प्रत्येक कोशिका में हजारों प्रोटीन होते हैं, जिनमें इस प्रकार की कोशिका के लिए अद्वितीय प्रोटीन भी शामिल हैं। चूँकि जीवन की प्रक्रिया में देर-सबेर सभी प्रोटीन नष्ट हो जाते हैंनष्ट हो जाते हैं, कोशिका को अपनी झिल्लियों, अंगकों आदि को बहाल करने के लिए लगातार प्रोटीन का संश्लेषण करना पड़ता है। इसके अलावा, कई कोशिकाएं पूरे जीव की जरूरतों के लिए प्रोटीन का उत्पादन करती हैं, उदाहरण के लिए, अंतःस्रावी ग्रंथियों की कोशिकाएं, जो रक्त में प्रोटीन हार्मोन का स्राव करती हैं। ऐसी कोशिकाओं में, प्रोटीन संश्लेषण विशेष रूप से तीव्र होता है। प्रोटीन संश्लेषण के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। सभी सेलुलर प्रक्रियाओं की तरह, इस ऊर्जा का स्रोत एटीपी है।

2) छात्रों के स्वतंत्र कार्य और बोर्ड में उनके काम का मूल्यांकन करें। बातचीत में भाग लेने वालों और वक्ताओं की गतिविधि का भी मूल्यांकन करें।

वी द्वितीय . गृहकार्य:

दोहराएँ § 2.13.

पहेली हल करें:

1. प्रत्येक जीन की शुरुआत में स्थित न्यूक्लियोटाइड का एक विशिष्ट अनुक्रम।

2. एक एमआरएनए अणु के न्यूक्लियोटाइड अनुक्रम का प्रोटीन अणु के एके अनुक्रम में संक्रमण।

3. प्रसारण प्रारंभ चिह्न.

4. कोशिका केन्द्रक में स्थित आनुवंशिक जानकारी का वाहक।

5. आनुवंशिक कोड का एक गुण जो कोशिका विभाजन के दौरान आनुवंशिक जानकारी के भंडारण और संचरण की विश्वसनीयता को बढ़ाता है।

6. डीएनए का एक भाग जिसमें एक प्रोटीन की प्राथमिक संरचना के बारे में जानकारी होती है।

7. एक के बाद एक स्थित तीन डीएनए न्यूक्लियोटाइड का अनुक्रम।

8. सभी राइबोसोम जो एक mRNA अणु पर प्रोटीन का संश्लेषण करते हैं।

9. प्रोटीन में एके अनुक्रम के बारे में जानकारी को "डीएनए भाषा" से "आरएनए भाषा" में अनुवाद करने की प्रक्रिया।

10. एक कोडन जो AK के लिए कोड नहीं करता है, बल्कि केवल यह इंगित करता है कि प्रोटीन संश्लेषण पूरा होना चाहिए।

11. संरचना, जहां प्रोटीन अणु में एके का क्रम निर्धारित होता है।

12. आनुवंशिक कोड का एक महत्वपूर्ण गुण यह है कि एक त्रिक हमेशा केवल एक AK को एनकोड करता है।

13. डीएनए अणु में एक "विराम चिह्न" दर्शाता है कि एमआरएनए संश्लेषण बंद कर दिया जाना चाहिए।

14. आनुवंशिक कोड... बैक्टीरिया से लेकर मनुष्यों तक सभी जीवित जीवों के लिए।

- 2 मिनट तक

- शिक्षक का परिचयात्मक भाषण

-35 मिनट

-10 मिनटों

-अध्यापक

-बोर्ड में 1 विद्यार्थी

-छात्र नोटबुक में लिख रहे हैं

-अध्यापक

- जगह से

-स्लाइड 1 और 2

-स्लाइड 3

-स्लाइड 4

-स्लाइड 5

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-स्लाइड 7 और 8

-स्लाइड 9 और 10

-स्लाइड 11 और 12

-स्लाइड 13

-स्लाइड 14

-स्लाइड 15 और 16

-स्लाइड 17 और 18

-स्लाइड 19 और 20

-तार्किक संक्रमण

-स्लाइड 21

-अध्यापक

-पच्चीस मिनट

-अध्यापक

-अध्यापक

-स्लाइड 22

-अध्यापक

-स्लाइड 23

-स्लाइड 24

-स्लाइड 25

-15 मिनटों

स्लाइड 27

-ग्रुप नंबर 1

- कार्डों पर व्यक्तिगत रूप से

-ग्रुप नंबर 2

- कार्डों पर व्यक्तिगत रूप से

-30 मिनट

-तैयार

-स्लाइड 29

-10 मिनट (1 पाठ)

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जैविक संश्लेषण की प्रतिक्रियाओं के समूह को प्लास्टिक विनिमय या आत्मसातीकरण कहा जाता है। इस प्रकार के विनिमय का नाम इसके सार को दर्शाता है: बाहर से कोशिका में प्रवेश करने वाले सरल पदार्थों से, कोशिका के पदार्थों के समान पदार्थ बनते हैं।

आइए प्लास्टिक चयापचय के सबसे महत्वपूर्ण रूपों में से एक - प्रोटीन जैवसंश्लेषण पर विचार करें। प्रोटीन के गुणों की संपूर्ण विविधता अंततः प्राथमिक संरचना, यानी अमीनो एसिड के अनुक्रम द्वारा निर्धारित होती है। विकास द्वारा चयनित अमीनो एसिड के अनूठे संयोजनों की एक बड़ी संख्या को नाइट्रोजनस आधारों के अनुक्रम के साथ न्यूक्लिक एसिड के संश्लेषण द्वारा पुन: उत्पन्न किया जाता है जो प्रोटीन में अमीनो एसिड के अनुक्रम से मेल खाता है। पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में प्रत्येक अमीनो एसिड तीन न्यूक्लियोटाइड्स के संयोजन से मेल खाता है - एक ट्रिपलेट।

जैवसंश्लेषण में वंशानुगत जानकारी को लागू करने की प्रक्रिया तीन प्रकार के राइबोन्यूक्लिक एसिड की भागीदारी के साथ की जाती है: सूचना (टेम्पलेट) - एमआरएनए (एमआरएनए), राइबोसोमल - आरआरएनए और ट्रांसपोर्ट - टीआरएनए। सभी राइबोन्यूक्लिक एसिड डीएनए अणु के संबंधित वर्गों में संश्लेषित होते हैं। वे आकार में डीएनए से बहुत छोटे होते हैं और न्यूक्लियोटाइड की एक श्रृंखला का प्रतिनिधित्व करते हैं। न्यूक्लियोटाइड्स में एक फॉस्फोरिक एसिड अवशेष (फॉस्फेट), एक पेंटोस शर्करा (राइबोस) और चार नाइट्रोजनस आधारों में से एक होता है - एडेनिन, साइटोसिन, गुआनिन और यूरैसिल। नाइट्रोजनस बेस, यूरैसिल, एडेनिन का पूरक है।

जैवसंश्लेषण प्रक्रिया जटिल है और इसमें कई चरण शामिल हैं - प्रतिलेखन, स्प्लिसिंग और अनुवाद।

पहला चरण (प्रतिलेखन) कोशिका नाभिक में होता है: एमआरएनए डीएनए अणु पर एक विशिष्ट जीन के एक खंड में संश्लेषित होता है। यह संश्लेषण एंजाइमों के एक परिसर की भागीदारी के साथ किया जाता है, जिनमें से मुख्य डीएनए-निर्भर आरएनए पोलीमरेज़ है, जो डीएनए अणु के शुरुआती बिंदु से जुड़ता है, डबल हेलिक्स को खोलता है और, एक स्ट्रैंड के साथ चलते हुए, संश्लेषण करता है इसके बगल में एमआरएनए का एक पूरक स्ट्रैंड। प्रतिलेखन के परिणामस्वरूप, एमआरएनए में न्यूक्लियोटाइड के अनुक्रमिक विकल्प के रूप में आनुवंशिक जानकारी होती है, जिसका क्रम डीएनए अणु के संबंधित अनुभाग (जीन) से सटीक रूप से कॉपी किया जाता है।

आगे के अध्ययनों से पता चला कि प्रतिलेखन प्रक्रिया के दौरान, तथाकथित प्रो-एमआरएनए को संश्लेषित किया जाता है - अनुवाद में शामिल परिपक्व एमआरएनए का अग्रदूत। प्रो-एमआरएनए काफी बड़ा है और इसमें ऐसे टुकड़े होते हैं जो संबंधित पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के संश्लेषण के लिए कोड नहीं करते हैं। डीएनए में, आरआरएनए, टीआरएनए और पॉलीपेप्टाइड्स को एन्कोडिंग करने वाले क्षेत्रों के साथ, ऐसे टुकड़े होते हैं जिनमें आनुवंशिक जानकारी नहीं होती है। उन्हें कोडिंग अंशों के विपरीत इंट्रॉन कहा जाता है, जिन्हें एक्सॉन कहा जाता है। डीएनए अणुओं के कई भागों में इंट्रॉन पाए जाते हैं। उदाहरण के लिए, एक जीन, चिकन ओवलब्यूमिन को एन्कोड करने वाले डीएनए अनुभाग में 7 इंट्रॉन होते हैं, और चूहे के सीरम एल्ब्यूमिन जीन में 13 इंट्रॉन होते हैं। इंट्रॉन की लंबाई भिन्न-भिन्न होती है - डीएनए न्यूक्लियोटाइड के दो सौ से एक हजार जोड़े तक। इंट्रॉन को एक्सॉन के समान ही पढ़ा (लिखा) जाता है, इसलिए प्रो-एमआरएनए परिपक्व एमआरएनए की तुलना में अधिक लंबा होता है। नाभिक में, विशेष एंजाइमों द्वारा प्रो-एमआरएनए में इंट्रॉन को काट दिया जाता है, और एक्सॉन के टुकड़ों को एक सख्त क्रम में एक साथ "स्प्लिस" किया जाता है। इस प्रक्रिया को स्प्लिसिंग कहा जाता है। स्प्लिसिंग प्रक्रिया के दौरान, परिपक्व एमआरएनए बनता है, जिसमें केवल वही जानकारी होती है जो संबंधित पॉलीपेप्टाइड के संश्लेषण के लिए आवश्यक होती है, यानी संरचनात्मक जीन का सूचनात्मक हिस्सा।

इंट्रोन्स का अर्थ और कार्य अभी भी पूरी तरह से स्पष्ट नहीं हैं, लेकिन यह स्थापित किया गया है कि यदि डीएनए में केवल एक्सॉन अनुभाग पढ़े जाते हैं, तो परिपक्व एमआरएनए नहीं बनता है। स्प्लिसिंग प्रक्रिया का अध्ययन ओवलब्यूमिन जीन के उदाहरण का उपयोग करके किया गया था। इसमें एक एक्सॉन और 7 इंट्रॉन होते हैं। सबसे पहले, 7700 न्यूक्लियोटाइड युक्त प्रो-एमआरएनए को डीएनए पर संश्लेषित किया जाता है। फिर प्रो-एमआरएनए में न्यूक्लियोटाइड की संख्या घटकर 6800 हो जाती है, फिर 5600, 4850, 3800, 3400 आदि हो जाती है और एक्सॉन के अनुरूप 1372 न्यूक्लियोटाइड हो जाती है। 1372 न्यूक्लियोटाइड्स से युक्त, एमआरएनए नाभिक को साइटोप्लाज्म में छोड़ देता है, राइबोसोम में प्रवेश करता है और संबंधित पॉलीपेप्टाइड को संश्लेषित करता है।

जैवसंश्लेषण का अगला चरण - अनुवाद - टीआरएनए की भागीदारी के साथ राइबोसोम पर साइटोप्लाज्म में होता है।

स्थानांतरण आरएनए नाभिक में संश्लेषित होते हैं, लेकिन कोशिका कोशिकाद्रव्य में मुक्त अवस्था में कार्य करते हैं। एक टीआरएनए अणु में 76-85 न्यूक्लियोटाइड होते हैं और इसकी एक जटिल संरचना होती है, जो तिपतिया घास के पत्ते की याद दिलाती है। टीआरएनए के तीन खंड विशेष महत्व के हैं: 1) एक एंटिकोडन, जिसमें तीन न्यूक्लियोटाइड होते हैं, जो राइबोसोम पर संबंधित पूरक कोडन (एमआरएनए) के लिए टीआरएनए के लगाव की साइट निर्धारित करता है; 2) एक क्षेत्र जो टीआरएनए की विशिष्टता निर्धारित करता है, किसी दिए गए अणु की केवल एक विशिष्ट अमीनो एसिड से जुड़ने की क्षमता; 3) स्वीकर्ता स्थल जिससे अमीनो एसिड जुड़ा होता है। यह सभी tRNA के लिए समान है और इसमें तीन न्यूक्लियोटाइड होते हैं - C-C-A। टीआरएनए में अमीनो एसिड जोड़ने से पहले एंजाइम अमीनोएसिल-टीआरएनए सिंथेटेस सक्रिय होता है। यह एंजाइम प्रत्येक अमीनो एसिड के लिए विशिष्ट है। सक्रिय अमीनो एसिड संबंधित टीआरएनए से जुड़ा होता है और राइबोसोम तक पहुंचाया जाता है।

अनुवाद में केंद्रीय स्थान राइबोसोम का है - साइटोप्लाज्म के राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन ऑर्गेनेल, जो इसमें बड़ी संख्या में मौजूद होते हैं। प्रोकैरियोट्स में राइबोसोम का आकार औसतन 30x30x20 एनएम है, यूकेरियोट्स में - 40x40x20 एनएम। आमतौर पर, उनके आकार अवसादन इकाइयों (एस) में निर्धारित होते हैं - एक उपयुक्त माध्यम में सेंट्रीफ्यूजेशन के दौरान अवसादन की दर। जीवाणु एस्चेरिचिया कोली में, राइबोसोम का आकार 70S होता है और इसमें दो उपइकाइयाँ होती हैं, जिनमें से एक का स्थिरांक 30S, दूसरे का 50S होता है, और इसमें 64% राइबोसोमल RNA और 36% प्रोटीन होता है।

एमआरएनए अणु नाभिक को साइटोप्लाज्म में छोड़ देता है और छोटे राइबोसोमल सबयूनिट से जुड़ जाता है। अनुवाद तथाकथित प्रारंभ कोडन (संश्लेषण के आरंभकर्ता) - ए-यू-जी- से शुरू होता है। जब टीआरएनए राइबोसोम में एक सक्रिय अमीनो एसिड पहुंचाता है, तो इसका एंटिकोडन एमआरएनए के पूरक कोडन के न्यूक्लियोटाइड से हाइड्रोजन बंधित होता है। संबंधित अमीनो एसिड के साथ टीआरएनए का स्वीकर्ता सिरा बड़े राइबोसोमल सबयूनिट की सतह से जुड़ा होता है। पहले अमीनो एसिड के बाद, दूसरा टीआरएनए अगला अमीनो एसिड प्रदान करता है, और इस प्रकार राइबोसोम पर पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का संश्लेषण होता है। एक एमआरएनए अणु आमतौर पर एक साथ कई (5-20) राइबोसोम पर काम करता है, जो पॉलीसोम में जुड़े होते हैं। पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के संश्लेषण की शुरुआत को दीक्षा कहा जाता है, इसके विकास को बढ़ाव कहा जाता है। पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला में अमीनो एसिड का अनुक्रम एमआरएनए में कोडन के अनुक्रम से निर्धारित होता है। पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का संश्लेषण तब रुक जाता है जब टर्मिनेटर कोडन में से एक एमआरएनए - यूएए, यूएजी या यूजीए पर दिखाई देता है। किसी दिए गए पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के संश्लेषण के अंत को समाप्ति कहा जाता है।

यह स्थापित किया गया है कि पशु कोशिकाओं में पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला एक सेकंड में 7 अमीनो एसिड द्वारा लंबी हो जाती है, और एमआरएनए राइबोसोम पर 21 न्यूक्लियोटाइड्स द्वारा आगे बढ़ता है। बैक्टीरिया में यह प्रक्रिया दो से तीन गुना तेजी से होती है।

नतीजतन, प्रोटीन अणु की प्राथमिक संरचना का संश्लेषण - पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला - टेम्पलेट राइबोन्यूक्लिक एसिड - एमआरएनए में न्यूक्लियोटाइड के प्रत्यावर्तन के क्रम के अनुसार राइबोसोम पर होता है। यह राइबोसोम की संरचना पर निर्भर नहीं करता है।

कोशिका और शरीर में प्रोटीन की भूमिका

कोशिका के जीवन में प्रोटीन की भूमिका और इसके संश्लेषण के मुख्य चरण। राइबोसोम की संरचना और कार्य. प्रोटीन संश्लेषण की प्रक्रिया में राइबोसोम की भूमिका।

प्रोटीन कोशिकाओं और जीवों की जीवन प्रक्रियाओं में अत्यंत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं; उन्हें निम्नलिखित कार्यों की विशेषता होती है।

संरचनात्मक।वे इंट्रासेल्युलर संरचनाओं, ऊतकों और अंगों का हिस्सा हैं। उदाहरण के लिए, कोलेजन और इलास्टिन संयोजी ऊतक के घटकों के रूप में काम करते हैं: हड्डियाँ, टेंडन, उपास्थि; फ़ाइब्रोइन रेशम, मकड़ी के जाले का हिस्सा है; केराटिन एपिडर्मिस और उसके डेरिवेटिव (बाल, सींग, पंख) का हिस्सा है। वे विषाणुओं के आवरण (कैप्सिड) बनाते हैं।

एंजाइमैटिक.कोशिका में सभी रासायनिक प्रतिक्रियाएँ जैविक उत्प्रेरक - एंजाइम (ऑक्सीडोरडक्टेस, हाइड्रॉलेज़, लिगेज़, ट्रांसफ़ेज़, आइसोमेरेज़ और लाइसेज़) की भागीदारी के साथ होती हैं।

नियामक.उदाहरण के लिए, हार्मोन इंसुलिन और ग्लूकागन ग्लूकोज चयापचय को नियंत्रित करते हैं। हिस्टोन प्रोटीन क्रोमैटिन के स्थानिक संगठन में शामिल होते हैं, और इस तरह जीन अभिव्यक्ति को प्रभावित करते हैं।

परिवहन।हीमोग्लोबिन कशेरुकियों के रक्त में ऑक्सीजन पहुंचाता है, कुछ अकशेरुकी जीवों के हेमोलिम्फ में हेमोसाइनिन और मांसपेशियों में मायोग्लोबिन पहुंचाता है। सीरम एल्ब्यूमिन फैटी एसिड, लिपिड आदि के परिवहन के लिए कार्य करता है। झिल्ली परिवहन प्रोटीन कोशिका झिल्ली (Na+, K+-ATPase) में पदार्थों का सक्रिय परिवहन प्रदान करता है। साइटोक्रोम माइटोकॉन्ड्रिया और क्लोरोप्लास्ट की इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के साथ इलेक्ट्रॉनों का परिवहन करते हैं।

सुरक्षात्मक.उदाहरण के लिए, एंटीबॉडी (इम्यूनोग्लोबुलिन) बैक्टीरिया एंटीजन और विदेशी प्रोटीन के साथ कॉम्प्लेक्स बनाते हैं। इंटरफेरॉन संक्रमित कोशिका में वायरल प्रोटीन संश्लेषण को अवरुद्ध करता है। फाइब्रिनोजेन और थ्रोम्बिन रक्त के थक्के बनने की प्रक्रिया में शामिल होते हैं।

संकुचनशील (मोटर)।प्रोटीन एक्टिन और मायोसिन मांसपेशियों के संकुचन और साइटोस्केलेटल तत्वों के संकुचन की प्रक्रिया प्रदान करते हैं।

सिग्नल (रिसेप्टर)।कोशिका झिल्ली प्रोटीन रिसेप्टर्स और सतह एंटीजन का हिस्सा हैं।

भंडारण प्रोटीन. दूध कैसिइन, मुर्गी अंडे का एल्ब्यूमिन, फेरिटिन (प्लीहा में आयरन को संग्रहित करता है)।

विषाक्त प्रोटीन. डिप्थीरिया विष.

ऊर्जा कार्य.जब 1 ग्राम प्रोटीन अंतिम चयापचय उत्पादों (CO2, H2O, NH3, H2S, SO2) में टूट जाता है, तो 17.6 kJ या 4.2 kcal ऊर्जा निकलती है।

प्रोटीन जैवसंश्लेषण प्रत्येक जीवित कोशिका में होता है। यह युवा बढ़ती कोशिकाओं में सबसे अधिक सक्रिय है, जहां प्रोटीन को उनके अंगों के निर्माण के लिए संश्लेषित किया जाता है, साथ ही स्रावी कोशिकाओं में, जहां एंजाइम प्रोटीन और हार्मोन प्रोटीन को संश्लेषित किया जाता है।

मुख्य भूमिकाप्रोटीन की संरचना का निर्धारण करने में डीएनए का संबंध होता है। डीएनए का एक टुकड़ा जिसमें एक प्रोटीन की संरचना के बारे में जानकारी होती है, जीन कहलाता है। एक डीएनए अणु में कई सौ जीन होते हैं। डीएनए अणु में विशेष रूप से मेल खाने वाले न्यूक्लियोटाइड के रूप में प्रोटीन में अमीनो एसिड के अनुक्रम के लिए एक कोड होता है।

प्रोटीन संश्लेषण -मैट्रिक्स संश्लेषण के सिद्धांत के अनुसार आगे बढ़ने वाली सिंथेटिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला का प्रतिनिधित्व करने वाली एक जटिल बहु-चरण प्रक्रिया।

प्रोटीन जैवसंश्लेषण में, कोशिका के विभिन्न भागों में होने वाले निम्नलिखित चरण निर्धारित होते हैं:

प्रथम चरण -एमआरएनए संश्लेषण नाभिक में होता है, जिसके दौरान डीएनए जीन में मौजूद जानकारी एमआरएनए में स्थानांतरित हो जाती है। इस प्रक्रिया को प्रतिलेखन कहा जाता है (लैटिन "प्रतिलेख" से - पुनर्लेखन)।

दूसरे चरण मेंअमीनो एसिड टीआरएनए अणुओं के साथ संयुक्त होते हैं, जिनमें क्रमिक रूप से तीन न्यूक्लियोटाइड्स - एंटिकोडन होते हैं, जिनकी मदद से उनके ट्रिपलेट कोडन का निर्धारण किया जाता है।

तीसरा चरण -यह पॉलीपेप्टाइड बांड के प्रत्यक्ष संश्लेषण की प्रक्रिया है, जिसे अनुवाद कहा जाता है। यह राइबोसोम में होता है।

चौथे चरण मेंप्रोटीन की द्वितीयक एवं तृतीयक संरचना का निर्माण होता है अर्थात् प्रोटीन की अंतिम संरचना का निर्माण होता है।

इस प्रकार, प्रोटीन जैवसंश्लेषण की प्रक्रिया में, डीएनए में निहित सटीक जानकारी के अनुसार नए प्रोटीन अणु बनते हैं। यह प्रक्रिया प्रोटीन के नवीनीकरण, चयापचय प्रक्रियाओं, कोशिका वृद्धि और विकास, यानी कोशिका की सभी जीवन प्रक्रियाओं को सुनिश्चित करती है।