Pour étudier les processus qui se produisent dans le corps, vous devez savoir ce qui se passe au niveau cellulaire. Où les protéines jouent un rôle important. Il est nécessaire d'étudier non seulement leurs fonctions, mais également le processus de création. Par conséquent, il est important d'expliquer la biosynthèse des protéines de manière concise et claire. La 9e année est la meilleure solution pour cela. C'est à ce stade que les élèves ont suffisamment de connaissances pour comprendre le sujet.
Protéines - qu'est-ce que c'est et à quoi servent-elles
Ces composés macromoléculaires jouent un rôle énorme dans la vie de tout organisme. Les protéines sont des polymères, c'est-à-dire qu'elles sont constituées de nombreux «morceaux» similaires. Leur nombre peut varier de quelques centaines à des milliers.
Les protéines remplissent de nombreuses fonctions dans la cellule. Leur rôle est également important à des niveaux d'organisation plus élevés: les tissus et les organes dépendent largement du bon fonctionnement de diverses protéines.
Par exemple, toutes les hormones sont d'origine protéique. Mais ce sont ces substances qui contrôlent tous les processus du corps.
L'hémoglobine est aussi une protéine, elle se compose de quatre chaînes, qui sont au centreliés par un atome de fer. Cette structure permet aux globules rouges de transporter l'oxygène.
Rappelons que toutes les membranes contiennent des protéines. Ils sont nécessaires au transport de substances à travers la membrane cellulaire.
Il existe de nombreuses autres fonctions des molécules de protéines qu'elles remplissent clairement et sans poser de questions. Ces composés étonnants sont très divers non seulement dans leurs rôles dans la cellule, mais aussi dans leur structure.
Où se déroule la synthèse
Le ribosome est l'organite dans lequel se déroule la partie principale du processus appelé "biosynthèse des protéines". La 9e année dans différentes écoles diffère dans le programme d'études de la biologie, mais de nombreux enseignants donnent du matériel sur les organites à l'avance, avant d'étudier la traduction.
Par conséquent, il sera facile pour les élèves de se souvenir de la matière couverte et de la consolider. Vous devez savoir qu'une seule chaîne polypeptidique peut être créée sur un organite à la fois. Ce n'est pas suffisant pour satisfaire tous les besoins de la cellule. Par conséquent, il y a beaucoup de ribosomes, et le plus souvent ils sont combinés avec le réticulum endoplasmique.
Un tel EPS est appelé brut. L'avantage d'une telle "collaboration" est évident: immédiatement après la synthèse, la protéine entre dans le canal de transport et peut être envoyée à destination sans délai.
Mais si nous prenons en compte le tout début, à savoir la lecture des informations de l'ADN, alors nous pouvons dire que la biosynthèse des protéines dans une cellule vivante commence dans le noyau. C'est là que l'ARN messager est synthétisé.qui contient le code génétique.
Matériel requis - acides aminés, site de synthèse - ribosome
Il semble qu'il soit difficile d'expliquer comment se déroule la biosynthèse des protéines, brièvement et clairement, un schéma de processus et de nombreux dessins sont simplement nécessaires. Ils aideront à transmettre toutes les informations, et les élèves pourront s'en souvenir plus facilement.
Tout d'abord, la synthèse nécessite un "matériau de construction" - les acides aminés. Certains d'entre eux sont produits par le corps. D'autres ne peuvent être obtenues qu'à partir de la nourriture, elles sont dites indispensables.
Le nombre total d'acides aminés est de vingt, mais en raison du grand nombre d'options dans lesquelles ils peuvent être disposés en une longue chaîne, les molécules de protéines sont très diverses. Ces acides ont une structure similaire, mais diffèrent par leurs radicaux.
Ce sont les propriétés de ces parties de chaque acide aminé qui déterminent quelle structure la chaîne résultante va "plier", si elle formera une structure quaternaire avec d'autres chaînes, et quelles propriétés la macromolécule résultante aura.
Le processus de biosynthèse des protéines ne peut pas se dérouler simplement dans le cytoplasme, il a besoin d'un ribosome. Cet organite se compose de deux sous-unités - grande et petite. Au repos, ils sont séparés, mais dès que la synthèse commence, ils se connectent immédiatement et commencent à travailler.
Des acides ribonucléiques tellement différents et importants
Pour apporter un acide aminé au ribosome, vous avez besoin d'un ARN spécial appelé transport. Pourses abréviations signifient ARNt. Cette molécule de trèfle simple brin est capable de fixer un seul acide aminé à son extrémité libre et de le transporter vers le site de synthèse des protéines.
Un autre ARN impliqué dans la synthèse des protéines est appelé matrice (information). Il porte un composant tout aussi important de la synthèse - un code qui indique clairement quand quel acide aminé enchaîner à la chaîne protéique résultante.
Cette molécule a une structure simple brin, constituée de nucléotides, tout comme l'ADN. Il existe quelques différences dans la structure primaire de ces acides nucléiques, que vous pouvez lire dans l'article comparatif sur l'ARN et l'ADN.
Les informations sur la composition de la protéine ARNm reçoivent du principal gardien du code génétique - l'ADN. Le processus de lecture de l'acide désoxyribonucléique et de synthèse de l'ARNm est appelé transcription.
Il se produit dans le noyau, d'où l'ARNm résultant est envoyé au ribosome. L'ADN lui-même ne quitte pas le noyau, sa tâche est uniquement de préserver le code génétique et de le transférer à la cellule fille lors de la division.
Tableau récapitulatif des principaux participants de l'émission
Afin de décrire de manière concise et claire la biosynthèse des protéines, un tableau est simplement nécessaire. Nous y écrirons tous les composants et leur rôle dans ce processus, appelé traduction.
| Ce qu'il faut pour la synthèse | Quel rôle joue |
| Acides aminés | Servir de bloc de construction pour la chaîne protéique |
| Ribosome | Sontlieu de diffusion |
| ARNt | Transporte les acides aminés vers les ribosomes |
| ARNm | Fournit des informations sur la séquence d'acides aminés d'une protéine au site de synthèse |
Le même processus de création d'une chaîne protéique est divisé en trois étapes. Examinons chacun d'eux plus en détail. Après cela, vous pouvez facilement expliquer brièvement et clairement la biosynthèse des protéines à tous ceux qui le souhaitent.
Initiation - le début du processus
C'est l'étape initiale de la traduction, dans laquelle la petite sous-unité du ribosome fusionne avec le tout premier ARNt. Cet acide ribonucléique porte l'acide aminé méthionine. La traduction commence toujours par cet acide aminé, puisque le codon de départ est AUG, qui code pour ce premier monomère de la chaîne protéique.
Pour que le ribosome reconnaisse le codon d'initiation et ne démarre pas la synthèse à partir du milieu du gène, où la séquence AUG peut également se trouver, une séquence nucléotidique spéciale est située autour du codon d'initiation. C'est à partir d'eux que le ribosome reconnaît l'endroit où sa petite sous-unité doit s'asseoir.
Après la formation du complexe avec l'ARNm, l'étape d'initiation se termine. Et la scène principale de l'émission commence.
L'allongement est le milieu de la synthèse
À ce stade, il y a une augmentation progressive de la chaîne protéique. La durée de l'élongation dépend du nombre d'acides aminés dans la protéine.
Tout d'abord pour les petitsla plus grande sous-unité du ribosome est attachée. Et l'ARN-t initial s'y trouve entièrement. A l'extérieur, il ne reste que la méthionine. Ensuite, un deuxième ARN-t portant un autre acide aminé pénètre dans la grande sous-unité.
Si le deuxième codon de l'ARNm correspond à l'anticodon au sommet de la feuille de trèfle, le deuxième acide aminé est attaché au premier via une liaison peptidique.
Après cela, le ribosome se déplace le long de l'ARNm exactement trois nucléotides (un codon), le premier t-ARN détache la méthionine de lui-même et se sépare du complexe. A sa place se trouve un deuxième ARN-t, à la fin duquel se trouvent déjà deux acides aminés.
Puis le troisième t-ARN entre dans la grande sous-unité et le processus se répète. Il continuera jusqu'à ce que le ribosome rencontre un codon dans l'ARNm qui signale la fin de la traduction.
Résiliation
C'est la dernière étape, certains peuvent trouver cela assez cruel. Toutes les molécules et organites qui ont si bien fonctionné ensemble pour créer la chaîne polypeptidique s'arrêtent dès que le ribosome atteint le codon terminal.
Il ne code pour aucun acide aminé, donc tout ARNt entrant dans la grande sous-unité sera tous rejeté en raison d'une incompatibilité. C'est là qu'interviennent les facteurs de terminaison, qui séparent la protéine finie du ribosome.
L'organite lui-même peut soit se diviser en deux sous-unités, soit continuer le long de l'ARNm à la recherche d'un nouveau codon d'initiation. Un ARNm peut avoir plusieurs ribosomes à la fois. Chacun d'eux est à son stade.traductions La protéine nouvellement créée est munie de marqueurs, à l'aide desquels sa destination sera claire pour tout le monde. Et par EPS, il sera envoyé là où il est nécessaire.
Pour comprendre le rôle de la biosynthèse des protéines, il est nécessaire d'étudier les fonctions qu'elle peut remplir. Cela dépend de la séquence des acides aminés dans la chaîne. Ce sont leurs propriétés qui déterminent la structure protéique secondaire, tertiaire et parfois quaternaire (si elle existe) et son rôle dans la cellule. Vous pouvez en savoir plus sur les fonctions des molécules de protéines dans un article sur ce sujet.
Comment en savoir plus sur le streaming
Cet article décrit la biosynthèse des protéines dans une cellule vivante. Bien sûr, si vous étudiez le sujet plus en profondeur, il faudra de nombreuses pages pour expliquer le processus dans tous les détails. Mais le matériel ci-dessus devrait être suffisant pour avoir une idée générale. Les matériels vidéo dans lesquels les scientifiques ont simulé toutes les étapes de la traduction peuvent être très utiles pour la compréhension. Certains d'entre eux ont été traduits en russe et peuvent servir d'excellent guide pour les étudiants ou simplement de vidéo éducative.
Afin de mieux comprendre le sujet, vous devriez lire d'autres articles sur des sujets connexes. Par exemple, sur les acides nucléiques ou sur les fonctions des protéines.
