В этом уроке разберем, что такое генетическая информация и где она хранится.
«Ситуация изменилась кардинально»: ИИ научился предсказывать структуру белка (Science, США)
Информация о строении белков записана в отдельных участках ДНК – генах. AlphaFold способна выявить структуру белков почти всех живых организмов — от животных и людей до бактерий и вирусов. Кроме того, программа представляет информацию в трехмерном измерении. Информация о структуре белка хранится в базах данных и репозиториях, специально созданных для этой цели.
Где и в каком виде хранится информация о структуре белка?
Процесс транскрипции В результате транскрипции образуется «незрелая» иРНК пре-иРНК , которая проходит стадию созревания или процессинга. Возможен альтернативный сплайсинг, при котором вместе с интронами вырезаются и экзоны. При этом с одного гена могут образовываться разные белки. Таким образом, утверждение — «Один ген — один полипептид» — неверно рис. Сплайсинг Рис. Альтернативный сплайсинг варианты Рис. Образование разных молекул белка при вариантах альтернативного сплайсинга Образующаяся при этом иРНК поступает в цитоплазму, где на нее нанизываются рибосомы.
Молекула тРНК напоминает по структуре лист клевера, на вершине которого находится триплет нуклеотидов, соответствующий по коду определенной аминокислоте антикодон , а основание «черешок» служит местом присоединения этой аминокислоты. В тРНК различают антикодоновую петлю и акцепторный участок. По принципу комплементарности антикодон связывается со своим кодоном, причем аминокислота располагается у активного центра рибосомы и с помощью ферментов соединяется с ранее поступившими аминокислотами. В малой субъединице рибосомы расположен функциональный центр рибосомы ФЦР с двумя участками — пептидильным Р-участок и аминоацильным А-участок.
Программу назвали AlphaFold, она дает доступ специалистам со всего мира для поиска подробной информации о различных биологических соединениях, что необходимо при разработке новых видов лекарственных препаратов. Раньше ученые были вынуждены тратить на поиск и изучение белков многие месяцы или годы, однако с помощью алгоритма ИИ это стало возможно реализовать в кратчайшие сроки.
Данные о первичной структуре белка могут быть представлены в таком формате и использоваться для анализа и аннотирования белковых последовательностей. Инструменты анализа белков: с помощью специализированных программ и онлайн-ресурсов можно проводить анализ и исследование первичной структуры белка. Такие инструменты позволяют искать гомологичные белки, определять консервативные участки, прогнозировать вторичную и третичную структуры и многое другое. Все эти типы информации о первичной структуре белка важны и помогают исследователям в изучении свойств и функций белков, а также в разработке новых методов лечения и диагностики различных заболеваний. Цель хранения информации о первичной структуре белка Хранение такой информации имеет ряд важных целей: Анализ и сравнение белков: Зная первичную структуру, можно сравнивать различные белки и искать сходства и различия между ними. Это позволяет ученым выявлять семейства белков, определять их родственные связи, а также понимать общие принципы их функционирования. Поиск новых белков и функций: Информация о первичной структуре белка может быть использована для поиска и идентификации новых белков. Это позволяет находить новые функции и потенциальные цели для лекарственных препаратов. Предсказание структуры и функции белка: На основе информации о первичной структуре можно предсказывать вторичную и третичную структуры белка. Это важно для понимания его функций и взаимодействий с другими молекулами. Хранение и доступность данных: Системы хранения информации о первичной структуре белка позволяют ученым сохранять и делиться результатами исследований. Это способствует развитию науки и позволяет экспертам по всему миру проводить дальнейшие исследования на основе уже существующих данных. Цель хранения информации о первичной структуре белка заключается в расширении наших знаний о биологических процессах, позволяя лучше понимать молекулярные механизмы жизни. Это ценная информация для медицины, биотехнологии и других сфер, связанных с биологическими исследованиями и применениями. Основные методы хранения информации о первичной структуре белка Первичная структура белка представляет собой уникальную последовательность аминокислот, определяющую его функциии и свойства. Существуют различные методы хранения информации о первичной структуре белка, каждый из которых имеет свои особенности и преимущества.
Универсальность: генетический код един для всех живых организмов — от прокариот до человека. Вырожденность или избыточность : одна и та же аминокислота может быть зашифрована несколькими триплетами обычно от 2 до 6. Это делает хранение и передачу генетического кода более надёжными. Лишь две аминокислоты триптофан и метионин являются исключением: они кодируются одним-единственным триплетом. Однозначность: каждый триплет может кодировать только одну аминокислоту. Неперекрываемость: один и тот же нуклеотид не может быть частью одновременно двух кодонов, расположенных рядом друг с другом. Наличие «знаков препинания» так называемых «стоп-кодонов» между генами. Наконец, перейдём непосредственно к биосинтезу белка. Этот процесс возможен лишь при наличии ряда компонентов, таких как: информационная РНК иРНК — переносит информацию от ДНК к месту синтеза белков; рибосомы — в этих органоидах происходит сам процесс биосинтеза; необходимые аминокислоты в цитоплазме клетки — собственно, из них и происходит «сборка» нужных белков; транспортные РНК тРНК — кодируют аминокислоты и доставляют их к месту синтеза; АТФ — обеспечивает энергией протекание нужных реакций. Весь процесс биосинтеза белка включает два этапа: транскрипцию и трансляцию.
Где хранится информация о структуре белка
Консультацию по вопросам и домашним заданиям может получить любой школьник или студент. Где и в каком виде хранится информация о структуре белка Где и в каком виде хранится информация о структуре белка.
Альфа-спираль Ой, а вы, наверное, ждали какой то супер крутой рисунок? А я тут такое подсунул, ладно держите вот немного получше. Правда он без радикалов и водородных связей. Но здесь лучше видно, что на один виток спирали приходится 3,6 аминокислотных остатка. Альфа-спираль Альфа-спираль, конечно, очень красивый вариант, но он не всегда образуется. Есть аминокислоты, которые могут помешать этому: Пролин.
В его молекуле находится жесткое кольцо, которое всегда вызывает поворот. Такая уж у него структура. Если вставить его в альфа спираль, то произойдет поворот на 180 градусов. Ещё у пролина нет свободного водорода у азота. Получается, что он не может образовывать водородную связь, которая так важна для альфа-спирали. Поворот при включении пролина Глицин. Если пролин слишком жесткий, то глицин, наоборот, очень гибкий. У него ведь нет радикала, поэтому если вставить слишком много глицинов, то прощай альфа-спираль.
Иногда из-за него тоже происходит поворот молекулы на 180 градусов — прямо как на картинке выше. Аминокислоты с большими радикалами. Большие радикалы круто, но если они будут расположены рядом, то это может помешать формированию альфа-спирали. Они просто мешают друг другу. И последнее, одинаково заряженные аминокислоты. При одинаковом заряде они отталкиваются допустим: рядом расположены лизин и аргинин, или аспартат и глутамат. Ну и другие комбинации. Нарушение формирования альфа-спирали Если в полипептидной цепи много включений с такими радикалами, то чаще всего образуется… 2.
Бета-складчатый слой Здесь молекула будет похожа на лист, который состоит из нескольких тяжей. А они похожи на горки из игры Gravity defied. Хотя кому я это говорю…. Ладно, давайте просто посмотрим на рисунок, а лучше на два — один сбоку, а другой сверху. Что видим? Один тяж с горками, которые идут то вверх, то вниз. Радикалы аминокислот расположены над или под плоскостью листа. Бета-складчатый слой Теперь можно составить из тяжей бета-складчатый слой.
Здесь, как всегда, несколько вариантов. Первый вариант — параллельный лист, тогда направление тяжей одинаковое. Если оно разное, то он антипараллельный. Стабилизируется этот лист тоже с помощью водородных связей, прямо как альфа-спираль. Только вот есть один нюанс. Если в альфа-спирали есть четкая зависимость образования связей — через 4 аминокислотных остатка, то здесь такого нет. Например, водородными связями могут соединяться 5 остаток и 22. Параллельные и антипараллельные листы Когда мы разбирали альфа-спираль, то сказали что пролин и иногда глицин вызывают поворот на 180 градусов.
У этого есть свое название: бета-поворот. Беспорядочный клубок Это последний вариант. Здесь нет никаких спиралей или бета-складчатости, просто получается вот такая белиберда. Беспорядочный клубок Что общего у всех вторичных структур? В их образовании участвует только пептидный остов. Радикалы пока что отдыхают. Ну и второе: Водородные связи стабилизируют вторичную структуру Ой, а от чего зависит какую вторичную структуру примет молекула? А действительно, почему какая-то молекула принимает форму альфа-спирали, а другая бета-складчатости?
Хороший вопрос, и у меня есть ответ на него: от торсионных углов. Я разбирал это в прошлой статье — кликай сюда , а потом возвращайся. Так, мы говорили о том, что углы бывают разными, но для каждой вторичной структуры характерны строго определенные углы. Есть специальные карты Рамачандрана, на которых указаны эти углы — все данные получены экспериментально. Можно посмотреть какие углы характерны для альфа-спирали и бета-листов Здесь можно посмотреть как будут выглядеть молекулы аминокислот с такими углами. Но вот вам фоточка, если лень. Надеюсь, что теперь понятно почему и как формируется вторичная структура. Ах да, конечно же, все эти углы определяются первичной структурой!
Супервторичная структура белка До этого мы разбирали вторичные структуры изолированно, но представьте себе очень длинную полипептидную цепь. Не может же она вся закручиваться в альфа-спираль или становиться бета-складчатой. Хотя иногда и может, но об этом позднее. Чаще всего белок — это комбинация из альфа-спиралей, бета-тяжей и беспорядочных клубков. То есть может это выглядеть примерно вот-так. Супервторичная структура белка Поймите, что супервторичная структура белка не стоит выше, чем вторичная. Это просто название, которое неправильно отражает суть, поэтому оно мне не нравится. На западе используют другое название — структурные мотивы, оно намного лучше.
Вот в чем его суть: хоть у нас огромное количество самых разных белков, но в них есть определенные повторяющиеся паттерны — это и есть мотивы. Структурные мотивы Мотивов очень много, но думаю смысл понятен. Простые мотивы могут объединяться и образовывать мотивы посложнее. Я использовал в иллюстрациях прошлые картинки, но помните, что эти альфа-спирали и бета-тяжи отличаются друг от друга аминокислотными остатками — они очень разные! Просто перерисовывать все это не хочется. Третичная структура белка Вот этот уровень уже повыше, на нем белок начинает выполнять свою функцию — впахивать, как проклятый.
Кроме того, существуют программы и алгоритмы, которые используются для предсказания первичной структуры белка. Эти методы основаны на анализе генетической информации, полученной из ДНК или РНК, которая кодирует последовательность аминокислот в белке. Такие методы называются биоинформатическими и позволяют предсказывать структуру белка на основе его генетической информации. Таким образом, информация о первичной структуре белка может быть получена из различных источников, включая базы данных белков, научные статьи и биоинформатические методы.
С этими функциями и пытается разобраться биохимия. Глобула — шар. Вроде это все, теперь можем приступать. Классы белков На прошлом этапе мы собрали разные вторичные структуры в мотивы, ну а дальше то что? Теперь нам нужно скрутить все это в компактный шарик — глобулу. Здесь, наконец-то, пригодятся наши лентяи — радикалы. Вспоминаем, что радикалы бывают полярные и неполярные. Когда глобула скручивается, то она прячет гидрофобные остатки аминокислот внутрь этого шарика, а гидрофильные выставляет наружу. Оно и понятно, все-таки глобулы находятся в организме, а у нас почти везде вода. Строение глобулы Скручивание — удивительный процесс. Здесь начинают взаимодействовать очень очень-очень! Представьте, что тридцатый остаток взаимодействует с триста семидесятым. При этом все настолько предопределено первичной структурой, что радикалы взаимодействуют максимально точно. А взаимодействий ведь не мало! Кстати о них, какими они бывают: Водородные связи — куда уж без них. Гидрофобное слипание — ведь глобула прячет свои гидрофобные остатки, так что они взаимодействуют друг с другом. Ионные связи — между разнозаряженными радикалами. Ковалентная связь между остатками цистеина дисульфидная — самая прочная. Связи, которые стабилизируют глобулу Про все эти связи у меня есть статейка ;] Ещё раз сказу, что здесь взаимодействуют только радикалы. Когда глобула сложилась в пространстве, то всю эту сложную структуру называют конформацией получается, что конформация — это положение атомов друг относительно друга в пространстве. Есть еще кое-что интересное: посмотрите на связи, которые образуют эту структуру. Большая часть из них — это силы слабого взаимодействия между молекулами. Это значит, что они очень легко рвутся, даже простого повышения температуры на несколько градусов хватит для того, чтобы эти связи разорвались. Как выйти из такого положения такой большой молекуле? Дело в том, что таких связей настолько много, что существует конформационная лабильность. По сути это означает, что некоторые связи могут рваться, а другие тут же образовываться. Какой можно сделать вывод из всего этого? Не стоит думать о третичной структуре белка, как о чем-то статичном. Представьте ее как дом, который меняет свой цвет при повышении или понижении температуры, еще он может менять свой размер в зависимости от того идет дождь или нет. Какой странный дом…. В таком долго не проживешь. Некоторые участки глобулы такие чсвшники, что собираются отдельно от всей остальной молекулы. Эти части называются доменами. Домен собирается в мини-третичную структуру самостоятельно, их даже может быть несколько. Чаще всего они имеют какую-то важную задачу, например, входят в состав активного центра. Строение активного центра Стоп-стоп-стоп. Это тиво еще такое? Ты про это ничего не говорил. Точно, помните мы сказали, что с этого уровня белок начинает пахать? А задача глобулы — это связать что-то, опять же грубо. Так вот, как она все это делает? Да-да, через активный центр, такие вы умные конечно… В чем прикол активного центра? Он должен соответствовать молекуле, с которой будет взаимодействовать. Это называется комплементарностью. Не путать с комплиментами. Активный центр — это замок, а другая молекула — ключ, которые должны подходить друг другу. Такие вот соулмейты. Хотя к некоторым активным центрам могут подходить много ключиков. Связи, которые образуются в активном центре — слабые: чаще всего ионные, водородные и Ван-дер-Вальсовы. Но иногда могут быть и ковалентными, но не будем забегать вперёд — об этом мы поговорим, когда будем разбирать ферменты. Ну а теперь, как все это работает. В активном центре располагается уникальная последовательность аминокислот, допустим там будет две положительнозаряженных и две отрицательнозаряженных аминокислоты. А у молекулы, с которой происходит взаимодействие, будет: две отрицательных группы и две положительных. Форма молекулы совпадает с формой активного центра. Кстати, у молекулы, которая взаимодействует с активным центром тоже есть свое название — лиганд. Надоели уже эти названия? Мне тоже… Строение активного центра и его взаимодействие с лигандом Ах, да — вся третичная структура определяется первичной…. Я знаю, что вы запомнили, но хочу немного понадоедать. Эти связи образуются между радикалами. Четвертичная структура белка Последняя, но самая большая! Не пугайтесь, только по размеру. Она есть не у всех белков, некоторые прекрасно работают в виде третичной структуры и не парятся. Но представьте, что мы возьмем несколько третичных структур и как соединим их вместе. Пусть их будет 4 штуки, берем 4 шарика и соединяем их. Получаем четвертичную, но не из-за того, что мы взяли 4 шарика…. Эти шарики комплементарны друг другу в участках связывания — не активный центр, но чем-то похоже. Таких участков связывания много, поэтому ошибиться и не узнать своего товарища очень трудно. Каждая глобула, которую мы взяли — это отдельная полипептидная цепь.
Где хранится информация о структуре белка? и где осуществляется его синтез
О строении белков "на пальцах":). За пару минут вы узнаете, какие мономеры составляют белок и какие уровни структуры он образует!Данное видео является ада. Хранится в ядре, синтез РНК. 1.в ДНК. зашифрована в последовательности четырёх азотистых оснований. попадать посредством отшнуровываний выпячиваний и выростов ядерной оболочки. рипция. Хранится в ядре, синтез РНК.
Биосинтез белка и генетический код: транскрипция и трансляция белка
Как называется отрезок молекулы ДНКсодержаий информацию о первичной структуре одного белка? Программа с открытым исходным кодом предсказывает трехмерную структуру белка на основе последовательности его аминокислот — строительных блоков, из которых состоят протеины. Строение желудка у НЕжвачных парнокопытных. Многие другие базы данных используют белковые структуры, хранящиеся в PDB. Например, SCOP и CATH классифицируют структуры белка, в то время как PDBsum предоставляет графический обзор записей PDB с использованием информации из других источников. 19 ответов - 0 раз оказано помощи. Хранится в ядре, синтез РНК. Информация о первичной структуре белка содержится в его генетической последовательности.
Где хранится белок в организме?
За декодирование кодонов отвечает рибосома — специализированная молекула, связывающая мРНК и транспортные молекулы аминокислот, трансферрными РНК. В процессе трансляции рибосома считывает последовательность кодонов мРНК и, сопоставляя их с соответствующими аминокислотами, осуществляет синтез полипептидной цепи. Когда рибосома достигает стоп-кодона, синтез белка завершается. Процесс формирования первичной структуры белка включает в себя не только прочтение последовательности кодонов, но и посттрансляционные модификации. Некоторые аминокислоты могут быть изменены или удалены из полипептидной цепи, а также карбоксильные группы могут быть модифицированы добавлением химических групп. Важно отметить, что первичная структура белка является первым и основным уровнем организации белковой молекулы.
Она определяет свойства и функции белка, поэтому изучение ее образования имеет важное значение для понимания биологических процессов, протекающих в клетках организмов. Секреты последовательности аминокислотных остатков Последовательность аминокислотной цепи — это уникальная комбинация аминокислот, которая определяет формирование первичной структуры белка.
Алгоритм даже справился с анализом структур белков, которые находятся в клеточных мембранах и отвечают за многие заболевания человека, однако, при этом, трудно поддаются изучению с помощью рентгеновской кристаллографии. Специалист в области структурной биологии Венки Рамакришнан Venki Ramakrishnan из Лаборатории молекулярной биологии Медицинского исследовательского совета, назвал полученный результат «ошеломляющим достижением в решении задачи предсказания структуры белка». По словам Джона Моулта, в конкурсе, проведенном в нынешнем году, все группы ученых продемонстрировали еще более точные результаты. Но если говорить об алгоритме AlphaFold, то по словам Андрея Лупаса, «ситуация изменилась радикально». И Лупас поставил перед собой отдельную задачу: выяснить структуру мембранного белка вида архей представитель группы древних микроорганизмов. На протяжении десяти лет его исследовательская команда пыталась получить рентгенограмму кристаллической структуры этого белка. Но, по словам Лупаса, эту задачу решить не удалось.
Однако, у алгоритма AlphaFold никаких проблем не возникло. На выходе было получено подробное изображение трехкомпонентного белка с двумя спиралевидными ответвлениями посередине. Выданная алгоритмом модель позволила Лупасу и его коллегам разобраться в данных, полученных с помощью рентгенограммы; за полчаса они сравнили свои экспериментальные данные со структурой, предсказанной алгоритмом AlphaFold. Не понимаю, как им удалось это сделать». Одним из условий участия в эксперименте CASP, компания DeepMind наравне со всеми остальными группами согласилась раскрыть существенные детали своего метода с тем, чтобы и остальные группы могли его повторить. Для экспериментаторов это подарок, поскольку точное предсказание белковой структуры поможет им правильно интерпретировать малопонятные данные, полученные с помощью рентгеновских исследований и криоэлектронной микроскопии крио-ЭМ. Кроме того, алгоритм AlphaFold, по словам Моулта, также позволит разработчикам лекарств быстро определять структуру белков, из которых состоят новые и опасные патогены, такие как SARS-CoV-2, — а это, в свою очередь, следует расценивать как один из важных шагов в процессе поиска молекул, с помощью которых эти патогены можно будет заблокировать. Тем не менее, алгоритму AlphaFold не все задачи под силу.
Тунец 25-29 Какой орган отвечает за белок? За циркуляцию белков отвечает в основном печень. Нарушения в работе этого органа отражаются на белковом обмене. Белки необходимы организму для построения тканей и клеток, продукции гормонов, ферментов, выработки антител и ряда других жизненно важных процессов. Как организм запасает белок? Организм не умеет запасать белки «на потом», поэтому нам требуется беспрерывное их поступление с пищей. Ферменты, необходимые для окончательного переваривания белков, выбрасываются поджелудочной железой в верхний отдел тонкой кишки — двенадцатиперстную кишку. Работающий в желудке пепсин вместе с работающими в двенадцатиперстной кишке трипсином и другими ферментами расщепляют большинство пищевых белков до аминокислот. Что съедает белок в организме? Белки необходимы для роста и восстановления клеток тела. Белковая пища - мясо, рыба, яйца, молочные продукты и бобовые - в желудке расщепляется на аминокислоты и поглощается тонким кишечником; потом печень решает, какие из аминокислот нужны организму. Остальные вымываются с мочой.
Название генов, кодирующих первичную структуру белка?. Первичная структура белка зашифрована в гене. Информация о первичной структуре белка. Визуализация структуры белков. Проект строение белков. Католическая структура белков. Четвертичная структура белка. Биология четвертичная структура. Четвертичная структура белка примеры. Хлорофилл четвертичная структура белка. Пространственная укладка белков третичная структура. Под третичной структурой белка подразумевают:. Третичная структура белка это способ укладки. Способ укладки полипептидной цепи. Белок с структура 4 строение. Вторичная структура молекулы белка. Биополимеры белки схема. Типы структуры первичного белка. Первичная структура белка структура. Первичная структура белка характеризуется. Первинча яструктруа белка. ДНК структура белковых молекул. В ДНК записана информация о. Через поцелуй передается ДНК. Информация о структуре белка хранится в. Информация о структуре белка хранится в а его Синтез осуществляется в. Закончите предложение информация о структуре белка хранится в. Информация о структуре белке хранится. Четвертичная структура белка таблица. Четвертичная структура белка формула химическая. Белки третичная структура и четвертичная. Строение и структура белков. Синтез первичной структуры белка осуществляется. Перенос информации о первичной структуре белка. Классификация белков по месту их синтеза. Структурные основы белкового синтеза.. Первичная структура белка при денатурации. Денатурация белка структуры. Процесс денатурации белка формула. Денатурация белка биология 10 класс. Белки первичная вторичная третичная четвертичная структуры. Первичная вторичная и третичная структура белков. Структура белков первичная вторичная третичная четвертичная. Белки первичная вторичная третичная структуры белков. Ген содержит информацию о первичной структуре белка. Участок ДНК С первичной структуре белка. Наследственная информация содержится в. Р РНК функция. Рибосомная РНК функции.