proces biosyntezy białek / pomoc w zadaniu

[stah]

Witam.
Na biologi dostaliśmy temat na wypracowanie / zadanie.
"Opisz proces biosyntezy białek oraz jego regulację na przykładzie operonu laktozowego."

Książek w szkole nie posiadamy - jest to ULO dla dorosłych.
Ja z biologi jestem noga od zawsze i chyba już na zawsze.
Czy ktoś mógłby troszkę pomóc? Szukam w google ale niewiele konkretów znajduję. Tym bardziej, że tak naprawdę sam nie wiem czego szukam i co powinienem znaleźć.
Niekoniecznie proszę was o gotowe rozwiązanie, aczkolwiek i takim nie pogardzę. Jednak jakieś naprowadzenie dzięki, któremu będzie można klarownie odpowiedzieć na zadanie byłoby wskazane.

[AnnaWP]

Kod: Zaznacz cały

pl.wikipedia.org/wiki/Operon_laktozowy

Faktycznie, trudno znaleźć

[stah]

Uwierz mi koleżanko, że dla kogoś kto nie ma zielonego pojęcia w temacie to jednak trudno.

Na wiki widziałem ten cały Operon Laktozowy. poczytałem, pooglądałem schemat. I nie jestem bogatszy o nową wiedzę, a raczej uboższy o czas. Zwyczajnie nie rozumiem o czym oni od mnie mówią.


Teraz mam dwa linki. Jeden biosynteza białka - ale tak właściwie co z tym dalej jeśli ma być na przykładzie operonu l.
I jeszcze ta cała regulacja.

Nie dla psa kiełbasa, nie dla Tomka biologia.

[stah]

Czytam, szukam ale nadal tego nie rozumiem.

[Stalowy]

Ok, postaram się to wytłumaczyć. Wybacz, jeżeli będę czasem mówił może zbyt prosto ale starałem się ująć to jak najprzystępniej, a nie wiem ile potrafisz zrozumieć z fachowej gadaniny

Ad. samej biosyntezy:

DNA danego organizmu jest tak jakby książką kucharską z przepisami na ciasta. Wyobraź sobie, że jeden GEN jest jednym PRZEPISEM. Natomiast powstające z tego przepisu CIASTO jest BIAŁKIEM. Te białka mogą mieć najprzeróżniejsze funkcje. Często ich wytwarzanie (biosynteza) zależy od tego jakie są potrzeby danego organizmu.

Musisz opisać biosyntezę na przykładzie operonu laktozowego. Czyli dotyczy to DNA znajdującego się w prymitywnych organizmach jakimi są bakterie. Prostota bakterii polega na tym, że są organizmami które muszą być gotowe na bardzo gwałtowne zmiany środowiska i muszą reagować na tyle sprawnie, by przetrwać. Nie mogą więc sobie one pozwolić na bezmyślne tracenie energii na wytwarzanie związków, które nie są im w danym momencie niezbędne do przeżycia. Bakterie rzadko się spotykają z tak korzystnymi warunkami jak dostęp do laktozy, w związku z czym przez cały czas ta sekwencja genów odpowiedzialna za enzymy potrzebne do jej rozkładu, jest zablokowana.

Do rzeczy. Jednym z mechanizmów bakterii, pozwalający im przetrwać, jest zorganizowanie GENÓW w tzw. OPERONY. Oznacza to, że GEN (lub kilka genów) jest poprzedzonych pewnym fragmentem DNA zwanym OPERATOREM. Fragment ten, w normalnym stanie (w przypadku akurat tego operonu) jest cały czas ZABLOKOWANY. Geny znajdujące się za operatorem są zablokowane, informacja znajdująca się w nich nie może być odczytana, nie dochodzi do biosyntezy białka.

Wyobraź sobie teraz, że nagle taka bakteria spotyka na swojej drodze laktozę, pochłania ją. I ta laktoza ŁĄCZY SIĘ z OPERATOREM i tym samym odblokowuje cały OPERON. Jest to informacja, że znajduje się ta laktoza w pożywce tej bakterii. Dzięki odblokowaniu operonu możliwa jest synteza enzymów potrzebnych do rozłożenia tej laktozy i skorzystania z jej dobrodziejstw (czyt. energii )

Reasumując:
- operator jest połączony z laktozą
- odblokowuje to cały operon
- geny ulegają eskpresji, następuje BIOSYNTEZA enzymów potrzebnych do rozłożenia laktozy
- bakteria sobie szama, szama, rozkłada, rozkłada. bla bla bla
- w pewnym momencie laktoza się kończy, ta połączona z operatorem się uwalnia
- powoduje to zablokowanie operonu
- biosynteza aparatu enzymatycznego zostaje zahamowana

Wniosek:
Bakteria jest happy, bo nie traci energii na wytwarzanie cały czas enzymów potrzebnych do rozkładu laktozy nawet kiedy jej nie ma w podłożu. Jeżeli natomiast się ona pojawia, to bakteria jest zdolna do jej rozłożenia

Ogólnie rzecz biorąc to zagadnienie jest dosyć ciężkie, sam pamiętam jak długo zajęło mi rozkminienie tego na dobre, więc nie martw się jeżeli okaże się także takie dla Ciebie

W razie jakichkolwiek pytań, wal śmiało - na pewno uda nam się wspólnie dojść do rozwiązania

[stah]

To co mówisz + to zdjęcie zaczyna powoli coś rozjaśniać.
Ale nie mam pojęcia nadal co miałbym napisać.

[Stalowy]

W takim razie według mnie powinieneś teraz zagłębić się w biosyntezie białka. Skoro nie masz jakiejś porządnej książki do tego, to wydaje mi się, że to opracowanie może Ci pomóc.

Biosynteza to skomplikowany i wieloetapowy proces, jednak jeżeli połączysz wiedzę z tego artykułu z wiedzą o operonie laktozowym (z mojego posta + obrazka), to sądzę, że będziesz wiedział na czym stoisz. Wtedy też powinny Ci się wyklarować ewentualnie niejasności w których będę mógł Ci pomóc

[stah]

Nie wiem czy ja to dobrze rozumiem w ogóle.

Dopóki dany organizm nie dostanie potrzebnej laktozy nie może się rozmnażać (tworzyć mRNA). Gdy dostanie laktozę dezaktywuje się operator i dzięki temu wytwarzane jest mRNA.
I to jest tak mocno w skrócie transkrypcja?

Nie rozumiem teraz translacji, ze zdjęcia jej odczytać nie mogę. Albo mogę, a nie wiem.
I tak właściwie co dalej?
Do translacji (chyba) potrzebne jest tRNA, którego na obrazku nie widzę.

[Stalowy]

Nie, nie. Rozmnażanie to inna bajka akurat Tym zajmuje się proces REPLIKACJI.

Biosynteza składa się z dwóch etapów:

1) transkrypcja
2) translacja

1) Transkrypcja to przepisanie wiadomości zawartej w DNA na matrycę mRNA (czyli utworzenie tak jakby kopii tymczasowej". Wyobraź sobie, że masz jakąś starą, bardzo rozlatującą się ale cenną książkę. Musisz zrobić jej 100 odbitek. Zamiast jednak narażać ją na dalsze uszkodzenie przez robienie 100 kopii na niej, robisz 1 kopię i ją dopiero wykorzystujesz dalej.

Tak więc operator o którym mówiłem wcześniej i cala struktura OPERONU blokuje transkrypcję - czyli to przepisanie.

Jeżeli już zakończy się 1 etap - przepisanie informacji DNA na mRNA (transkrypcja), to może rozpocząć się etap 2: translacja

2) Do niego niezbędne są RYBOSOMY, cząsteczki tRNA i cząsteczka mRNA i odpowiednie zasady azotowe (adenina, guanina, tymina i cytozyna)

Rybosomy to są fabryki które stanowią miejsce w którym zachodzi translacja.

tRNA to tak zwany transportowy RNA - są 4 typy, każdy przenosi jedną zasadę azotową (dla Adeniny, Tyminy, Cytozyny i Guaniny)

mRNA jak już wiesz, jest tą matrycą będącą kopią informacji z DNA

Kod: Zaznacz cały

biologia.net.pl/genetyka/translacja.html

Najlepiej jeżeli będziesz śledził ten proces na tym filmiku, z tym opisem który Ci podałem, jest to świetnie pokazane. Mógłbym Ci napisać 100 tysięcy linijek na ten temat ale najlepiej jeżeli narazie zaczniesz od tego.

Jeżeli nadal będzie coś niejasnego: pytaj!

[stah]

Transkrypcję mniej więcej opisałem. Wykorzystałem trochę Twojego tekstu Stalowy. Nie jestem pewny czy dobrze ale nie mogę tego pokazać publicznie - powiedzmy, że nie chcę aby praca się powtórzyła później.
Jeśli można by się wspomóc GG albo PM, to proszę o info.

Wydaje mi się, że tą część trochę już rozumiem.

Nadal mam problem z Translacją - skąd wzięło się tRNA, czy ono tak po prostu sobie jest? I tak jednak nie rozumiem w tym momencie skąd, co się bierze. Praca na jutro. trzeba będzie spróbować oddać w innym terminie.
Czy w translacji podczas biosyntezy białek na przykładzie operonu laktozowego występuje coś innego niż w każdej innej translacji? Czy to akurat jest fragment dość uniwersalny?

[stah]

Dziwnie działa edycja na tym forum - a właściwie nie działa. Przepraszam, za post pod postem.

Wydaje mi się, że zaczynam rozumieć od którego momentu zachodzi translacja. W sumie jest to dość ładnie opisane na zdjęciu, które dałem oraz w pierwszym poście Stalowego.

Teraz jeszcze jeden problem. Tzn druga część zadania - dokładnie chodzi mi o regulację procesu biosyntezy.

[Stalowy]

Napisz do mnie śmiało na PM

Palnąłem w ostatnim poście ogromne głupstwo, właśnie odnośnie tRNA - spieszyłem się na zajęcia i wyszedł niezły klops!

Po kolei.

1) geny kodujące cząsteczki tRNA znajdują się w DNA organizmu. Gdzieś tam sobie leżą na nitce i są transkrybowane niezależnie od operonu. Nie potrafię Ci powiedzieć jak te procesy są ze sobą powiązane ale przypuszczalnie są od siebie w jakiś sposób zależne, czyli: jeżeli trzeba przeprowadzić translację, to powstaje tRNA.

tRNA to taki twór który, wyobraź sobie: ma kształt 3-listnej koniczynki:

1.png (16.31 KiB) Przejrzano 1336 razy

Translacja to proces polegający na odkodowaniu informacji zawartej w mRNA - odczytaniu jej, wykorzystaniu. Do tego służy właśnie tRNA.

Jeżeli pamiętasz film który Ci pokazałem, to ta część u dołu A jest częścią która rozpoznaje sekwencje nukleotydów (Adenina, Cytozyna, Guanina, Uracyl) które są na mRNA. Kod genetyczny ma to do siebie, że 3 ułożone kolejno OBOK SIEBIE nukleotydy zawierają informację o 1 aminokwasie. Tutaj wchodzi popełniony przez mnie uprzednio błąd. tRNA jest ponad 20 rodzajów, nie 4. Czyli dokładnie tyle ile jest aminokwasów. To miejsce u góry, takie dwie nitki są miejscem w którym tRNA łączy się z tym aminokwasem.

Tak więc w cytoplazmie komórki pływają Ci różne tRNA połączone z poszczególnymi aminokwasami. W uproszczeniu mówiąc, mRNA przyłącza się do rybosomów (tak jak na filmie), wyszukiwana jest trójka nukleotydów odpowiadająca METIONINIE (jest to aminokwas zawsze odpowiedzialny za rozpoczęcie translacji). W tym momencie przyłącza się tRNA połączony z metioniną.

Ten pierwszy etap nazywa się INICJACJĄ.

Czyli mamy (tak jak na filmie) rybosom związany z mRNA i cząsteczką tRNA z metioniną (aminokwasy na tym filmie to te małe kuleczki u góry tRNA). W tym momencie obok tRNA kodującego metioninę przyłącza się następne tRNA kodujące jakiś inny aminokwas (który odpowiada sekwencji 3 nukleotydów na mRNA). Następuje reakcja polegajaca na połączeniu tych dwóch aminokwasów ze sobą - kuleczka (mietionina) przeskakuje na tRNA sąsiednie i łączy się z tym drugim aminokwasem.

W tym momencie mRNA przesuwa się o 3 nukleotydy w lewo - uwalnia się tRNA który jest już pusty (ten po metioninie), a dołącza się następny z kolejny aminokwasem. Znowu zachodzi reakcja połączenia aminokwasów. Ten etap jest zwany ELONGACJĄ - wydłużaniem.

Trwa ten etap tak długo aż zostanie napotkana trójka nukleotydów na mRNA która jest tak zwaną sekwencją STOP. Tej sekwencji nie odpowiada żaden aminokwas, za to mówi ona o tym, że czas zakończyć translację. Tak jak widzisz to na filmie: gotowe połączone aminokwasy (czyli wytworzone białko) odłącza się od tRNA, następnie mRNA zostaje uwolniony z rybosomu, a rybosom rozpada się na 2 podjednostki. Zakończyła się TRANSLACJA.

Otrzymaliśmy białko, proces biosyntezy białka się zakończył!

Co do Twojego pytania: nie, specyficzny jest tylko i wyłącznie etap transkrypcji.

[Stalowy]

Regulacja biosyntezy białka to cholernie skomplikowane zagadnienie i wielopoziomowe

Jeżeli jednak chodzi o to na potrzeby liceum jest to troszeczkę uproszczone, tym bardziej że dotyczy to jeszcze prokariontów gdzie nie jest to tak skomplikowane jak u eukariontów.

Głównie sprowadza się to tutaj właśnie do operonu laktozowego - czyli procesu transkrypcji. Regulacją jest to, że jeżeli bakteria nie ma w pożywce laktozy, to cała biosynteza jest zahamowana. Jeżeli laktoza się pojawia boom, lecimy z koksem

Na tym bym się głównie skupił, bo nie widzę sensu we wchodzenie w inne szczegóły niż to.