Ответы 1. Хранится в ядре, синтез РНК. Автор: joker66. А возможность синтезировать белки с желаемой структурой позволит ускорить разработку ферментов (ускорителей), с помощью которых можно, например, производить биотопливо и полностью разлагать пластмассовые отходы. Информация о первичной структуре белка закодирована в. Первичная структура белка закодирована в молекуле.
Структура белка
Появление в 1990-х гг. Наконец, в 2001 г. К настоящему времени секвенировано уже более 4,3 тыс. В процессе высокопроизводительного секвенирования генома молекулы ДНК дробятся на короткие 50—200 нуклеотидов фрагменты ДНК, последовательность которых можно автоматически идентифицировать. В результате получаются большие массивы данных, представляющие собой результат расшифровки коротких последовательностей во множестве копий, полностью или частично перекрывающихся между собой. Для того чтобы реконструировать весь геном, нужно решить обратную задачу — собрать из этих фрагментов полные нуклеотидные последовательности, составляющие отдельные хромосомы. Для решения задачи ассемблирования сборки генома имеется два принципиальных подхода.
Во-первых, сборку последовательностей можно вести «вслепую», на основании лишь известных фрагментов метод сборки de novo. В этом случае используется тот факт, что благодаря перекрыванию коротких фрагментов одна и та же последовательность ДНК может быть «покрыта» многократно. Такой подход оправдан в случае, если геном организма неизвестен. Основной проблемой при этом является наличие в геноме большого числа одинаковых последовательностей, определить точное местоположение которых методами одной лишь биоинформатики невозможно. Однако для высших организмов характерен избыток повторенной ДНК, что существенно затрудняет сборку геномов de novo из коротких фрагментов. В результате приходится применять более трудоемкие и дорогие экспериментальные методы, позволяющие получить фрагменты большей до тысячи нуклеотидов длины.
Другой подход используется тогда, когда геном вида, к которому принадлежит организм, уже секвенирован. В этом случае требуется только определить положение отдельных секвенированных фрагментов в известной последовательности. Такая процедура «картирования» намного проще, чем сборка de novo, однако и она требует применения специальных алгоритмов из-за огромного размера данных типичная задача — картировать на геном человека сотни миллионов фрагментов. Этот подход очень удобен для повторного секвенирования геномов, которое проводится для выявления степени внутривидовых различий ДНК, анализа состава транскриптома РНК-продуктов «считывания» генов и выявления различия в нем на разных стадиях развития организма. Один из наиболее известных проектов в этой области — международный проект «1000 геномов», направленный на изучение редких и распространенных генных вариаций полиморфизмов в 14 популяциях человека на основе повторного секвенирования геномов свыше тысячи человек. Проводим опознание В последние годы было обнаружено, что вопреки первоначальным ожиданиям в геномах высших организмов доля ДНК, кодирующей белки, очень невелика.
Структура нуклеотидных последовательностей этих генов прерывистая и содержит кодирующие экзоны и некодирующие интроны участки, а также регуляторные участки, с которыми связываются белки, запускающие процесс транскрипции считывания ДНК. Идентификация структуры гена — одна из наиболее актуальных задач биоинформатики, для решения которой используются методы машинного обучения нейронные сети и другие подобные алгоритмы. В этом случае для известных достоверных последовательностей и структур генов предварительно рассчитываются наборы статистических параметров частоты встречаемости определенных нуклеотидных фрагментов, корреляции между их расположением в последовательности, наличие регуляторных последовательностей и пр. Однако наиболее ценную информацию для «опознания» генов дает сравнение нуклеотидной последовательности генома с последовательностями уже известных генов родственных видов. Такой же принцип широко используется и для предсказания функции «нового» гена: на основе гомологии общности происхождения ему приписывается известная функция родственного гена. На сегодня имеется большое число баз данных, в которых дана функциональная аннотация генов или кодируемых ими белков.
Есть базы данных, в которых белки группируются по степени функциональной близости, например, база данных Pfam, содержащая свыше 14 тыс.
Биологическая загадка: неправильная свертка белков: 91 Неправильная свертка белков, или их деформация, может привести к серьезным проблемам в организме. Это особенно важно, учитывая, что белки играют ключевую роль в многих биологических процессах, таких как сигнальные пути, транспорт молекул и обеспечение структурной поддержки. Примеры болезней, связанных с деформацией белков: 91 - Амилоидозы: Это группа заболеваний, связанных с накоплением амилоида - неправильно свернутых белков - в тканях и органах. Пример включает болезнь Альцгеймера. Роль машинного определения в медицинских исследованиях: 91 Машинное определение структуры белка не только помогает понять молекулярные основы заболеваний, но также является ключом к разработке новых методов лечения. Предсказание структуры белков позволяет создавать лекарства, специально нацеленные на конкретные деформированные белки.
Важно отметить, что научные статьи являются надежным источником информации, поскольку результаты исследований проверены и подтверждены другими учеными. При чтении научных статей и публикаций по вопросам первичной структуры белка следует учитывать, что эти работы часто сложны и требуют определенной подготовки. Они могут содержать сложные термины, формулы и графики. Поэтому важно быть внимательным и использовать дополнительные источники информации для более полного понимания материала. Научные статьи и публикации по теме первичной структуры белка играют важную роль в развитии науки. Эти работы содействуют расширению научного сообщества, обмену знаниями и созданию новых идей и гипотез. Именно благодаря таким публикациям наука продвигается вперед и находит новые сферы применения. Белковые банки Белковые банки представляют собой места хранения информации о первичной структуре белков. В них собираются данные о последовательности аминокислот, молекулах белка. Белковые банки содержат огромное количество информации о белках различных организмов, полученную при проведении экспериментов и исследованиях. Основной задачей белковых банков является сохранение и организация данных о структуре белков, чтобы ученые и исследователи могли получить к ним доступ и проводить необходимые анализы. Результаты исследований в белковых банках используются для различных целей, например, в разработке новых лекарств или улучшении существующих методик диагностики и лечения различных заболеваний. Примеры известных белковых банков: Protein Data Bank PDB — международный банк данных, содержащий трехмерные структуры более 150 000 белков. PDB является незаменимым инструментом для многих исследований в области биохимии и молекулярной биологии. UniProt — крупнейший банк данных, в котором содержится информация о миллионах белков из разных организмов. UniProt объединяет данные из различных источников, позволяя исследователям получить доступ к обширным знаниям о белковых структурах и их функциях. InterPro — база данных, объединяющая информацию о функциях и структуре белков из разных источников. InterPro позволяет исследователям проводить анализ гомологий и функциональных связей между белками.
Этот метод удобен для чтения и обработки данных, но занимает большой объем памяти. Нотация однобуквенных кодов: Чтобы уменьшить объем хранимой информации, можно использовать нотацию однобуквенных кодов для обозначения аминокислот. В этом случае каждая аминокислота обозначается одной буквой, что значительно сокращает объем записи. Такой метод часто используется в базах данных белков. Бинарное кодирование: Для экономии памяти можно использовать бинарное кодирование, при котором каждая аминокислота представляется в виде числа или битовой последовательности. Это позволяет уменьшить объем хранимой информации, но усложняет чтение и обработку данных. Эти форматы позволяют хранить дополнительные метаданные о белке, такие как идентификатор, описание и другие сведения. Использование баз данных: Для эффективного хранения и поиска информации о первичной структуре белка часто используются специализированные базы данных, такие как UniProt или Protein Data Bank. Эти базы данных предоставляют удобный интерфейс для поиска, фильтрации и анализа информации о белках, а также хранят большой объем данных о белках из различных источников. В завершение следует отметить, что выбор метода хранения информации о первичной структуре белка зависит от конкретных задач и требований и может варьироваться в различных научных и прикладных областях. Преимущества электронного хранения информации о первичной структуре белка Электронное хранение информации о первичной структуре белка предоставляет ряд преимуществ перед традиционными методами хранения на бумаге или в других формах. Во-первых, электронное хранение позволяет обеспечить более удобный и быстрый доступ к информации. Белки являются сложными молекулами, и их первичная структура часто состоит из большого количества аминокислотных остатков. С использованием электронного хранения, ученые могут легко найти и анализировать информацию о конкретном белке или конкретном аминокислотном остатке, используя поисковые запросы и фильтры. Во-вторых, электронное хранение позволяет эффективно организовывать и структурировать информацию. Белки могут иметь сложные взаимодействия и функции, и информация о их первичной структуре должна быть систематизирована и связана с другими данными.
Где и в каком виде хранится информация о структуре белка
Service Искусственный интеллект ИИ решил одну из важнейших задач биологии: теперь с его помощью можно предсказывать аминокислотную последовательность трехмерной структуры белка. В зависимости от совершенства или несовершенства этой последовательности белок выполняет свои функции. Сегодня ведущие специалисты в области структурной биологии и организаторы проводимого раз в два года эксперимента по проблемам сворачивания белка фолдинга объявили об этом выдающемся достижении ученых из британской компании DeepMind, которая занимается разработками в области искусственного интеллекта ИИ. Было заявлено, что метод DeepMind будет иметь далеко идущие последствия. Так, например, он может резко ускорить создание новых лекарств. О чем идет речь? В человеческом организме имеются десятки тысяч различных белков, каждый из которых представляет собой цепочку, состоящую из множества аминокислот — от десятков до многих сотен. Порядок следования аминокислот предопределяет бесчисленное количество взаимодействий между ними и, тем самым, приводит к возникновению сложных трехмерных структур, которые, в свою очередь, и определяют свойства белков.
Информация о таких белковых структурах позволяет ученым создавать новые лекарства. А возможность синтезировать белки с желаемой структурой позволит ускорить разработку ферментов ускорителей , с помощью которых можно, например, производить биотопливо и полностью разлагать пластмассовые отходы. На протяжении десятилетий ученые занимались расшифровкой трехмерных белковых структур, используя такие экспериментальные методы, как рентгеновская кристаллография или криоэлектронная микроскопия крио-ЭМ. Однако на использование подобных методов уходят, порой, месяцы или годы; к тому же эти методы не всегда работают. Из более чем 200 миллионов известных белковых структур было расшифровано всего около 170 тысяч. В 1960-х годах ученые пришли к выводу, что, если удастся определить все связи, характерные для данной конкретной белковой последовательности, то можно будет предсказывать и пространственную структуру белка. Однако поскольку в каждом белке имеются сотни аминокислотных звеньев, взаимодействующими между собой разными способами, то в итоге получаем, что общее возможное число подобных структур в расчете на одну аминокислотную последовательность просто гигантское.
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.
Проблема в том, что их структура настолько сложна, что пытаться угадать, какую форму они примут, почти невозможно. AlphaFold от DeepMind создал 3D-изображения белковых структур. Изображение предоставлено DeepMind Сайрус Левинталь, американский молекулярный биолог, писал в статье 1969 года о парадоксе: несмотря на огромное количество возможных конфигураций, белки сворачиваются быстро и точно. Таким образом, писал Левинталь, если кто-то попытается найти правильную форму белка, пробуя каждую конфигурацию одну за другой, потребуется больше времени, чем существует Вселенная.
Попытки ученых У ученых есть способы визуализировать белки и анализировать их структуру, но это слишком медленная и трудная работа. По данным журнала Nature, чаще всего для изображения белков применяют рентгеновскую кристаллографию. При этом методе рентгеновские лучи направляют на твердые кристаллы белков и измеряют то, как они преломляются. Цель — определить, как устроен белок.
По данным DeepMind, эта экспериментальная работа установила форму около 190 000 белков. Новый метод В ноябре 2020 года группа DeepMind , занимающаяся искусственным интеллектом, объявила о разработке программы под названием AlphaFold, которая может быстро предсказывать эту информацию с помощью алгоритма. С тех пор он изучает генетические коды каждого организма, чей геном был секвенирован, и предсказывает структуры сотен миллионов белков, которые они вместе содержат.
Но такие методы могут быть трудоемкими и дорогостоящими, а некоторые белки не поддаются подобному анализу. DeepMind в 2020 году показала , как ее программное обеспечение может точно предсказывать структуру многих белков, используя только их последовательность, которая определяется ДНК. Исследователи работали над своей системой в течение десятилетий, и AlphaFold 2 отлично показала себя в рамках критической оценки прогнозирования структуры белка CASP, решив 50-летнюю проблему фолдинга или «сворачивания» белков. Компания пообещала опубликовать документы с более подробной информацией и сделать программное обеспечение доступным для исследователей. Однако никаких подробностей о том, когда и как это произойдет, не последовало. В этот период Дэвид Бейкер, биохимик из Вашингтонского университета в Сиэтле, специалист по вычислительной химии Минкён Бэк и другие исследователи начали поиск способов повторить успех AlphaFold 2.
Урок: «Биосинтез белка»
Описание механизма передачи информации Первичная структура белка, также известная как последовательность аминокислот, кодируется в генетической информации ДНК в форме нуклеотидов. Информация о первичной структуре белка хранится в генетическом коде, который состоит из тройных нуклеотидных последовательностей, называемых кодонами. Передача информации о первичной структуре белка происходит по механизму трансляции. Затем мРНК перемещается из ядра клетки в цитоплазму, где осуществляется трансляция. Трансляция происходит на рибосомах — структурах, состоящих из большой и малой субъединиц. В результате, рибосома считывает последовательность кодонов на мРНК и добавляет соответствующие аминокислоты к полипептидной цепи.
Трансляция продолжается до достижения стоп-кодона, при котором полипептидная цепь заканчивается и отделяется от рибосомы. Далее, полипептидная цепь может подвергаться посттрансляционным модификациям, таким как свертывание, гликозилирование или фосфорилирование, чтобы приобрести свою конечную функциональную форму. Этот механизм передачи информации обеспечивает создание белков с определенными последовательностями аминокислот, что является основой для их функционирования в клетке. В процессе репликации ДНК образуется две комплементарные цепочки, каждая из которых содержит одну из оригинальных цепочек материнской молекулы ДНК и новую синтезированную цепочку. Важно отметить, что репликация ДНК происходит перед каждым делением клетки, чтобы каждая новая клетка могла получить полный и точный комплект генетической информации от предыдущей клетки.
Коды аминокислот и их роль Существует 20 основных аминокислот, которые могут быть закодированы в генетической информации.
Но такие методы могут быть трудоемкими и дорогостоящими, а некоторые белки не поддаются подобному анализу. DeepMind в 2020 году показала , как ее программное обеспечение может точно предсказывать структуру многих белков, используя только их последовательность, которая определяется ДНК. Исследователи работали над своей системой в течение десятилетий, и AlphaFold 2 отлично показала себя в рамках критической оценки прогнозирования структуры белка CASP, решив 50-летнюю проблему фолдинга или «сворачивания» белков. Компания пообещала опубликовать документы с более подробной информацией и сделать программное обеспечение доступным для исследователей. Однако никаких подробностей о том, когда и как это произойдет, не последовало. В этот период Дэвид Бейкер, биохимик из Вашингтонского университета в Сиэтле, специалист по вычислительной химии Минкён Бэк и другие исследователи начали поиск способов повторить успех AlphaFold 2.
Некоторые аминокислоты, полученные в результате пищеварения, используются для синтеза белков организма, а остальные превращаются в глюкозу в процессе глюконеогенеза или используются в цикле Кребса. Использование белка в качестве источника энергии особенно важно в условиях голодания, когда собственные белки организма, в особенности мускулов, служат источником энергии [88]. Аминокислоты также являются важным источником азота в питании организма. Единых норм потребления белков человеком нет. Микрофлора толстого кишечника синтезирует аминокислоты, которые не учитываются при составлении белковых норм. Основная статья: Сладкие белки Группа природных растительных белков, обладающих сладким вкусом. Выделяются преимущественно из семян и плодов тропических растений, произрастающих в Африке и Азии. Сладкие белки в 100-3000 раз слаще обычного сахара сахароза в пересчете на массу, при этом отличаются небольшой калорийностью. На текущий момент идентифицированы семь белков сладкого вкуса, включая тауматин I и II Ivengar, 1979 , браззеин Ming, D. За исключением лизоцима, который получают из яичного белка, остальные белки выделяют из тропических растений. Сладкие белки используются в пищевой индустрии как безопасная альтернатива сахару и синтетическим подсластителям [89]. Они многократно в несколько тысяч раз слаще сахарозы [90] , при этом отличаются низкой калорийностью то есть, не провоцируют ожирение и не влияют на выработку инсулина [91]. Кроме того, в отличие от сахара, сладкие белки не оказывают вредного воздействия на зубы и ротовую полость [89]. Подсластители на белковой основе используются для изготовления диетических продуктов, показанных при диабете и ожирении [89]. В качестве подсластителей и корректоров вкуса сладкие белки одобрены к применению в США [92] , странах Евросоюза [93] , Японии, России [94]. Они применяются как самостоятельно, так и в сочетании с другими натуральными и синтетическими сахарозаменителями [89].
С помощью биоинформатических методов и алгоритмов, исследователи могут определить, какие гены присутствуют в образце, и какие функции эти гены выполняют. Метагеномное секвенирование является мощным инструментом для изучения биологического разнообразия, позволяет исследовать неизвестные организмы и выявлять новые гены. Этот метод широко применяется в различных областях, включая науку о пище, медицину, экологию и биотехнологию. Биоинформатика и анализ ДНК-последовательностей ДНК-последовательности представляют собой уникальные последовательности нуклеотидов, определяющие генетическую информацию организма. Биоинформатика предоставляет мощные инструменты для анализа этих последовательностей и извлечения полезной информации. Одним из ключевых задач анализа ДНК-последовательностей является поиск и аннотация генов. Последовательности нуклеотидов могут быть сравнены с уже известными последовательностями генов в базах данных, что позволяет определить, какие гены присутствуют в данной последовательности и как они организованы. Другой важной задачей является предсказание функций генов на основе анализа ДНК-последовательностей. Биоинформатические методы позволяют выявить участки генома, которые кодируют белки с определенными функциями, и предсказать эти функции на основе сходства с уже известными белками. Биоинформатика также широко применяется в исследовании эволюции организмов. Сравнение ДНК-последовательностей различных организмов позволяет определить их родственные связи и реконструировать эволюционные события. Биоинформатика является неотъемлемой частью современной биологии и играет важную роль в исследованиях, связанных с ДНК-последовательностями. Анализ ДНК-последовательностей помогает исследователям получить информацию о структуре белка и организации генома организма. Биоинформатика предоставляет инструменты для поиска и аннотации генов, предсказания функций генов и изучения эволюции организмов. Биологическая база данных GenBank GenBank содержит информацию о геномах различных организмов, таких как люди, животные, растения и микроорганизмы. Эта база данных является важным инструментом для исследователей, которые изучают структуры и функции генов, проводят биоинформатические анализы и разрабатывают новые методы дешифровки генетической информации. GenBank осуществляет скрытое внесение данных и содержит множество метаданных, включая названия генов и организмов, описание их функций и местоположения, а также данные о ролях генов в различных биологических процессах. Благодаря этой базе данных, исследователи могут осуществлять поиск и анализ данных по конкретным генам или организмам, изучать их эволюционные связи и выполнять другие биологические сравнения. Использование GenBank очень важно для расширения наших знаний о генетике и биологической структуре организмов. Она обеспечивает доступ к огромному объему данных, что позволяет исследователям углубиться в свои исследования и вносить вклад в развитие биологической науки.
Биоинформатика: Определение и предсказание структуры белков – важные методы и применение
Как она зашифрована в этой молекуле? Как информация из ядра передаются в цитоплазму? 2. В какой структуре хранится информация о первичной структуре белка? Информация о структуре белков «записана» в ДНК в виде последовательности нуклеотидов. В процессе транскрипции она переписывается на синтезирующуюся молекулу мРНК, которая выступает в качестве матрицы в процессе биосинтеза белка. 1.в ДНК. зашифрована в последовательности четырёх азотистых оснований. попадать посредством отшнуровываний выпячиваний и выростов ядерной оболочки. рипция. Как информация из ядра передаются в цитоплазму? Ответы 1. Хранится в ядре, синтез РНК. Автор: joker66.
Основные источники информации о первичной структуре белка
- Ответы: Где хранится информация о структуре белка?и где осуществляется его синтез...
- Вторичная структура белка
- Где хранится белок в организме?
- Биосинтез белка — Студопедия
Информация о структуре белков хранится в
Информация о структуре белка закодирована в ДНК. Дезоксирибонуклеиновая кислота имеет очень сложную структуру, которую не до конца удалось раcшифровать ученым в наши дни. Информация о первичной структуре белка может быть получена с помощью ПСХ-секвенирования путем секвенирования геномной ДНК. Проблема, решению которой посвящены многотомные монографии и работа целых институтов, кому-то может показаться несложной — как предсказать трехмерную структуру любого белка по его аминокислотной последовательности, где эта структура однозначно закодирована. Ответы 1. Хранится в ядре, синтез РНК. Автор: joker66.
Урок: «Биосинтез белка»
Процесс моделирования по гомологии [22] , [23] включает несколько шагов рис. Решающим фактором, определяющим качество получаемых моделей, является степень гомологии или идентичности последовательностей моделируемого белка и шаблона. Высокая идентичность обозначает, что эволюционное расхождение обоих белков от общего «предка» произошло не настолько давно, чтобы эти белки утратили структурную общность. Рисунок 2. Парное выравнивание служит «инструкцией» программам, осуществляющим моделирование. Множественное выравнивание может быть полезно для выявления консервативных остатков во всём семействе показаны звёздочкой или отдельных подсемействах белков три верхних последовательности — рецепторы мелатонина. Множественное выравнивание и профили последовательностей позволяют идентифицировать более слабые гомологии, чем «обыкновенное» парное выравнивание. Выравнивание проводят с помощью сервера CLUSTALW или его аналогов ; Построение модели заключается, главным образом, в «натягивании» последовательности моделируемого белка рецептора мелатонина MT1 на «остов» шаблона зрительного родопсина согласно выравниванию.
В первом трансмембранном сегменте наложенных структур модели и шаблона показаны боковые цепи остатков, «подсвеченных» на выравнивании. Моделирование проводят с помощью программы Modeller и аналогичных ей или сервера Swiss-Model и ему подобных. В онлайн-базах ModBase и Swiss-Model Repository содержатся автоматически построенные модели для всех белков из базы Swiss-Prot, для которых удаётся найти структурный шаблон; Оценка качества, оптимизация и использование модели. Самый сложный этап моделирования по гомологии — оптимизировать модель с учётом всей доступной биологической информации по моделируемому белку. Вообще, моделирование структуры по гомологии с белком, выполняющим отличную функцию, не способно автоматически дать модель, пригодную для практически важных задач. Обязательно требуется аккуратная оптимизация, превращающая «заготовку» которой, по сути, является модель «нулевого приближения» в рабочий инструмент, — задача, зависящая скорее от интуиции и опыта исследователя, чем от конкретных компьютерных методик. Если же гомология низка, то накопившиеся структурные отличия, скорее всего, уже слишком велики для аккуратного моделирования, или — больше того — реальной гомологии между двумя белками нет никакой, а наблюдаемый уровень идентичности последовательностей является лишь случайным событием.
Рисунок 3. Качество и сфера пригодности компьютерных моделей белков, основанных на различной степени гомологии. Чем выше идентичность последовательностей моделируемого белка и шаблона — тем более высококачественными получаются модели, и область их пригодности расширяется на чувствительные к точному расположению атомов приложения — такие как объяснение каталитического механизма, докинг лигандов и разработка новых лекарств. Вертикальная ось представляет долю идентичности шаблон-мишень на выравнивании. Слева от вертикальных стрелок указаны методики, способные идентифицировать этот уровень гомологии. В правой части перечислены возможные сферы применения моделей, причём все «роли» моделей, основанных на низкой гомологии, относятся и к более «качественным» структурам. Слева от шкалы указана типичная точность моделей даны среднеквадратичное отклонение от «нативной» структуры и доля остатков модели, удовлетворяющая этому качеству.
Из сравнения структур видно, что, хотя структурная общность несомненно тем выше, чем выше идентичность последовательностей, внутри этого семейства рецепторов существует консервативный структурный мотив, сохраняющийся даже у низкогомологичных по последовательности белков. В этом случае часто используют методики поиска по профилям последовательностей, в которых для «запроса» к базе последовательностей используется не одиночная последовательность, а профиль, сконструированный на основе множественного выравнивания — своеобразная метапоследовательность, кодирующая в себе эволюционную вариабельность данного белка [25]. Если же ни с помощью «традиционных» подходов поиска гомологичных последовательностей, ни с помощью профилей найти структурный гомолог не удаётся, единственный способ получить предсказание — это de novo методы, о которых уже говорилось выше. Область применения предсказанных структур белков довольно разнообразна рис. Рисунок 4. Применение теоретических моделей белков в разработке новых лекарств. Возрастающее количество структурной информации интенсифицирует не только идентификацию и оптимизацию соединения-«прототипа», но и более ранние стадии — такие как выбор мишени для фармакологического воздействия и проверка её «причастности» к изучаемым процессам валидация мишени.
Белки, чьи последовательности практически идентичны и содержат лишь несколько замен, иногда могут принимать различные конформации. Некоторые белки при ди- или олигомеризации обмениваются доменами, в результате чего структура мономеров в составе олигомера и отдельно взятого мономера совершенно не похожи. За этими явлениями стоят очень тонкие эффекты, сопровождающие сворачивание белков, приводящие к тому, что небольшие замены в последовательности или молекулярном окружении стабилизируют различные конформации белка. Увы, прогнозирование таких событий пока что совершенно неподвластно ни сопоставительному моделированию, ни другим теоретическим методам предсказания пространственной структуры. Вообще, как показывает анализ множества предсказаний структуры «вслепую», в подавляющем большинстве случаев структура моделей, созданных по гомологии, оказывается не ближе к нативной, чем шаблон, на котором она базировалась [26] — если сравнивать укладку белковых «остовов» в пространстве. Происходит это, очевидно, из-за того, что в структуре шаблона не может содержаться отличительных черт моделируемого белка, а используемые методы оптимизации скорее отдаляют структуру модели от нативной, нежели приближают к ней — опять-таки, из-за несовершенства современных эмпирических полей, неспособных воспроизводить тонкие конформационные явления, происходящие «вблизи» нативной структуры. Предпринимаются, впрочем, попытки преодолеть этот изъян, позволяя оптимизации взаиморасположения участков белкового остова модели протекать только в «эволюционно разрешённых направлениях», извлекаемых из семейства структур родственных белков [27] , но этот подход пока не получил большого распространения.
Дух соревнования Есть ли прогресс в моделировании структуры? Целью этого соревнования, проводимого с тех пор каждые два года, является протоколирование прогресса в данной наукоёмкой области. Чтобы не подвергать участников соревнования соблазну сфабриковать результаты, «на старт» выносятся белки с действительно неизвестной структурой — поскольку экспериментаторы, занимающиеся изучением этих белков, либо ещё не завершили работу над их структурами, либо «под честное слово» не раскрывают её результатов до окончания «забега». По результатам соревнования — когда все модели от всех участников получены и «правильные ответы» выложены в онлайн — определяется победитель и выпускается специальный номер журнала Proteins [26] с описанием достижений участников «соревнования». И — что же вы думаете?
Где хранится информация о структуре белка Где хранится информация о структуре белка Первичная структура белка пространственная. Первичная структура белка связи. Складчатая структура белка.
Первичная структура белка водородные связи. Водородные связи во вторичной структуре белка. Способы укладки белков. Образование водородных связей в структуре белка. Водородные связи в структуре белка. Домены в структуре белка gag-Pol polyprotein. Белок reg 3 строение. Белки строение.
Состав белка. Вторичная структура белка глобула. Где хранится информация о структуре белка Четвертичная структура белка биохимия. Четвертичная структура белка связи. Четвертичная структура белка химические связи. Форма четвертичной структуры белка. Вторичная структура полипептидной цепи. Строение полипептидной цепи биохимия.
Вторичная структура белковых молекул имеет вид спирали. Спиралевидная структура белковых молекул. Где хранится информация о структуре белка Структура и функции белков. Строение и функции белков в организме человека. Белок структура строение функции. Строение и функции структуры белка.. Белки первичная структура вторичная третичная. Структура белка первичная вторичная третичная четвертичная белка.
Связи во вторичной и третичной структуре белка. Водородные связи в третичной структуре белка. Третичная структура белка связи. Где хранится информация о структуре белка Денатурация белка структура белков. Необратимая денатурация белка схема. Структура белковой молекулы денатурация ренатурация. Белки структура белков денатурация. Гемоглобин белок четвертичной структуры.
Третичная и четвертичная структура белка. Четвертичная структура белка гемоглобина. Структура молекулы ДНК, ген.. Строение клетки ДНК. Строение ДНК человека. Определить структуру молекулы ДНК. Где хранится информация о структуре белка Иерархия белковых структур. Иерархическая структурная организация биохимия.
Структурные белки это микробиология. Структуры белка таблица микробиология. Структура рибонуклеиновых кислот РНК. Третичная структура белка структурная формула. Третичная структура белка эта структура. Третичная структура белка. Первичная структура закодированного белка.
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. РНК строение структура функции. Строение простых белков. Строение белковых молекул кратко. Строение белковых молекул. Структуры белка. Вторичная и третичная структура белка. Первичная и третичная структура белка. Белки и их строение. Примеры белков ферментов. Белки ферменты примеры. Ферментативные белки примеры. Роль белков в живой системе. Строение молекулы белка первичная структура. Первичная структура белковых молекул. Молекула белка в первичной структуре. Первичная структура белковой молекулы. Где хранится информация о структуре белка Альфа спираль вторичной структуры белка. Вторичная структура белка биохимия. Белки биохимия структуры белков. Характеристика Альфа спирали вторичной структуры белка. Первичная вторичная третичная структура белка. Первичная структура белка вторичная структура. Связи в первичной вторичной третичной и четвертичной структуре белка. Белки первичные вторичные третичные четвертичные. Где хранится информация о структуре белка Структуры белка ЕГЭ. Первичная вторичная и третичная структура белков ЕГЭ. Название структуры белка. Третичная структура белка ЕГЭ. Нуклеиновые кислоты биология 10 класс схема. Строение нуклеиновых кислот биология 10 класс. Биосинтез белка и нуклеиновых кислот. Передача наследственной информации нуклеиновые кислоты. Структура белка в клетках организма. Структура белков в клетке. Строение и роль белка в клетке. Растительная клетка структура белка. Где хранится информация о структуре белка Где хранится информация о структуре белка Четвертичная структура белка это структура. Четвертичная структура белка структура белка. Четвертичная структура белка строение. Структуру белков четвертичная структура. Строение нуклеиновых кислот РНК. Биологическая функция четвертичной структуры белка. Четвертичная структура белка это структура. Структура белковой молекулы биохимия.
В какой молекуле хранится информация о первичной структуре белка? Как называется участок хромосомы, хранящий информацию об одном белке? Где расположены хромосомы?
Адрес доставки белка указан уже в матричной РНК
Дан 1 ответ. Хранится в ядре, синтез РНК. Похожие задачи. Эта функция белков Обратите внимание,есть ли вблизи стаи птиц,Чем птицы заняты?Как изменилась их жизнь с. Эту структуру белка создал алгоритм на основе нейросети. Программа с открытым исходным кодом предсказывает трехмерную структуру белка на основе последовательности его аминокислот — строительных блоков, из которых состоят протеины.
Строение и функции белков. Денатурация белка
Этапы изучения первичной структуры белка Для изучения первичной структуры белка используются различные методы и техники. Рассмотрим основные этапы этого процесса: Секвенирование ДНК: первый шаг в изучении первичной структуры белка — это определение его генетической информации, которая хранится в ДНК. Секвенирование ДНК позволяет определить последовательность нуклеотидов, из которых состоит ген, кодирующий белок. Трансляция: после секвенирования ДНК необходимо произвести трансляцию, то есть преобразование генетической информации в последовательность аминокислот. Это происходит за счет работы рибосом, которые считывают мРНК и связывают аминокислоты в цепочку.
Масс-спектрометрия: для определения точной последовательности аминокислот в белке используется масс-спектрометрия. Этот метод позволяет определить массу аминокислоты и последовательность их расположения в белке. Биоинформатический анализ: после получения данных о последовательности аминокислот, следует провести биоинформатический анализ. Он включает в себя поиск сходств с уже известными белками, предсказание вторичной структуры и функции белка.
Хранение и доступ к данным: информация о первичной структуре белка хранится в специализированных базах данных, таких как UniProt.
Таким образом, писал Левинталь, если кто-то попытается найти правильную форму белка, пробуя каждую конфигурацию одну за другой, потребуется больше времени, чем существует Вселенная. Попытки ученых У ученых есть способы визуализировать белки и анализировать их структуру, но это слишком медленная и трудная работа. По данным журнала Nature, чаще всего для изображения белков применяют рентгеновскую кристаллографию. При этом методе рентгеновские лучи направляют на твердые кристаллы белков и измеряют то, как они преломляются. Цель — определить, как устроен белок. По данным DeepMind, эта экспериментальная работа установила форму около 190 000 белков.
Новый метод В ноябре 2020 года группа DeepMind , занимающаяся искусственным интеллектом, объявила о разработке программы под названием AlphaFold, которая может быстро предсказывать эту информацию с помощью алгоритма. С тех пор он изучает генетические коды каждого организма, чей геном был секвенирован, и предсказывает структуры сотен миллионов белков, которые они вместе содержат. AlphaFold работает, накапливая знания о аминокислотных последовательностях и взаимодействиях, пытаясь интерпретировать белковые структуры. В итоге алгоритм научился предсказывать формы белков за считанные минуты с точностью до уровня атомов. В прошлом году DeepMind опубликовала в открытой базе данных структуры белков 20 видов, включая почти все 20 000 белков, экспрессируемых людьми.
Lyubov11rus 28 апр. Единорогlvl80 28 апр. Объяснение : Плауны являются пищей для животных и служат пищей даже для коренных народов мира... Elena030683 28 апр.
Какие ткани? Igorek1403 28 апр. Это очень древняя форма организмов. Полагают, что они возникли около 1..
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. Но сначала нужно остановиться ненадолго и поговорить. Спокойно, я же сказал — ненадолго. Согласитесь, что у белков очень много функций. Какой-то переносит кислород, а другой входит в состав кости и обеспечивает ее прочность. Белки мышечной ткани вообще обеспечивают движение. Давайте попробуем выделить две глобальные, но не совсем верные, функции: структурная и связывания. Одни белки входят в структуру мышц, костей, волос и так далее. А другие что-то связывают: ферменты связываются с субстратом, а гемоглобин с кислородом. А где-то бравое антитело падает на амбразуру для того, чтобы не пропустить бактерию в организм. Это конечно все очень грубо, но пусть будет так. И все это я к чему. Существует два больших класса белков: фибриллярные — коллаген, эластин, кератин. Эти ребята занимаются поддержкой, такие вот суппорты. Фибрилла — это нить. Так что они очень длинные, а когда огромное количество нитей связывается в одну, то они становятся очень прочными. Фибриллярные белки — это атланты, которые держат наш организм на своих плечах. А мы не особо благодарные ребята, потому что забьем на них. Но только в этой статье. В основном биохимия занимается другим классом — глобулярными белками. Эти ребята не только связывают — у них огромное количество функций. 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.