Replikacja DNA, ekspresja

genu

• W materiale genetycznym prokariontów

istnieją tylko geny ciągłe, nie zawierają

żadnych wtrętów niekodującej informacji.

Geny eukariontów takie wtręty zwykle

zawierają.

Noszą one nazwę intronów.
• Powstały w wyniku transkrypcji hn RNA

eukariontów, zawiera również sekwencje

intronowe, które rozdzielają od siebie

egzony - właściwe odcinki, kodujące

informację o strukturze wynikowego białka.

• Egzony są z reguły krótkie.
• Mają długość od 150-300

nukleotydów. Introny mają
natomiast duży zakres zmienności,
a najdłuższe z nich osiągają nawet
60 000 nukleotydów.

Egzony

Egzony -funkcjonalne części genów, sekwencje
kodują białka

Introny

Introny

-niekodujące

sekwencje

DNA

o

nieznanej funkcji.

Pomiędzy egzonami i intronami występują

granice,

które

nie

są

przypadkowymi

sekwencjami zasad azotowych.

Przeważnie

pierwszymi

dwiema

zasadami

azotowymi intronu od końca 5

’

są zasady GT, a

ostatnimi dwiema zasadami od końca 3

’

są

zasady AG

• Początek fazy odczytu stanowi

tryplet ATG, który jest
uniwersalnym kodonem inicjacji
translacji znajdującym się na
końcu 5’ genów.

  

Sekwencja TATA

Sekwencja TATA.

Regiony TATA wiele par zasad AT.

Sekwencja TATA pomocna jest w nakierowaniu
właściwych enzymów do prawidłowego miejsca
inicjacji transkrypcji

 

Sekwencj

Sekwencj

e

e

CCAAT

CCAAT –biorą udział w regulacji

transkrypcji

  Kodon terminacji. Zakończenie transkrypcji jest

oznaczone trypletem terminacji na końcu 3’ genów.
Tym trypletem może być TAA, TAG, TGA

Replikacja DNA
-proces kopiowania swojego
DNA przez komórkę

• Replikacja jest niezbędna do

przekazywania informacji
genetycznej komórkom potomnym.

• Replikację przeprowadzają

enzymy zwane polimerazami DNA

• Syntetyzują one nową nić DNA

komplementarnie w stosunku do nici służącej
jako matryca.

• Synteza DNA przebiega zawsze w kierunku 5’

-3’

• Replikacja jest procesem

semikonserwatywnym, co oznacza że każda
powielana dwuniciowa cząsteczka DNA zawiera
jeden łańcuch pochodzący z rodzicielskiej
cząsteczki a drugi nowo syntetyzowany.

Mechanizm replikacji jest taki sam u

większości organizmów.

Różnice dotyczą tylko enzymów i

innych białek zaangażowanych w
ten proces.

Widełki replikacyjne

• W trakcie replikacji DNA w komórce, cały

genomowy DNA ulega progresywnie
rozplataniu tworząc jednoniciowy DNA,
stanowiący dla polimeraz DNA matrycę do
syntezy nowej nici.

• Rozplatanie dwuniciowej helisy zaczyna się

w określonym miejscu cząsteczki DNA,
zwanym ori (ang. replication origin) i
stopniowo przesuwa się wzdłuż cząsteczki
zazwyczaj w obu kierunkach.

• Sekwencje ori zawierają

przeważnie odcinki bogate w słabe
pary zasad AT.

• Rejon, w którym dwuniciowa

helisa rozplata się i następuje
synteza nowego DNA, nazywamy
widełkami replikacyjnymi.

W rejonie widełek replikacyjnych dochodzi

do następujących procesów:

• Rozplecenie dwuniciowej helisy.

• Za rozplecenie helisy DNA odpowiedzialny

jest enzym zwany helikazą.

• Po rozdzieleniu nici DNA białka SSB (ang.

Single strand binding) wiążące się z

jednoniciowym DNA przyłączają się do

poszczególnych łańcuchów zapobiegając

odtworzeniu dwuniciowej helisy.

Synteza nici wiodącej i opóźnionej
• Polimerazy DNA syntetyzują DNA

tylko w kierunku 5’-3’.

• W związku z tym, że ułożenie nici w

helisie DNA jest antyrównoległe –

nici biegną w przeciwnych

kierunkach, potrzebne są nieco inne

mechanizmy umożliwiające

replikację każdej z nich.

• Jedna nić, zwana nicią wiodącą

jest kopiowana w sposób ciągły,
druga nić zwana nicią opóźnioną
syntetyzowana jest we
fragmentach w sposób nieciągły.
Fragmenty syntetyzowanej nici
opóźnionej zwane są fragmentami
Okazaki.

Inicjacja replikacji:
Polimerazy DNA do inicjacji syntezy DNA

wymagają obecności krótkiego
dwuniciowego rejonu zawierającego
starterowy odcinek RNA.

Rejon taki jest syntetyzowany przez

polimerazę RNA zwaną prymazą, zdolną
do rozpoczęcia syntezy w obecności
jednonicioweo DNA.

• Prymaza syntetyzuje krótki starter

RNA na matrycy opóźnionej nici
DNA, tworząc w ten sposób krótki
odcinek.

Prokaryot
a

Genom bakteryjny posiada jedno miejsce początku
inicjacji ori (ang. replication origin) replikacji DNA
-

replikon

replikon

Eukaryota

Genom eukariotyczny posiada wiele miejsc
początku inicjacji ori replikacji DNA -

replikonów

replikonów

Komórka ssaków zawiera od 50 do 100 000
replikonów

U Prokaryota replikacja DNA rozpoczyna się
od unikatowego, pojedynczego miejsca ori,
od którego w przeciwnych kierunkach
przesuwa się para widełek replikacyjnych.

Powstaje forma pośrednia zwana formą

theta

theta

θ

θ. Ostatecznie widełki replikacyjne spotykają
się i łączą a replikacja zostaje zakończona.

Prokaryota

• Replikacja DNA cząsteczek

wymaga rozplecenia dwuniciowej
helisy DNA. Rozplatanie DNA w
określonym miejscu powoduje, że
helisa znajdująca się pod
widełkami replikacyjnymi obraca
się.

• W przypadku kolistych cząsteczek

DNA, które nie mają wolnych końców,
obroty te wprowadzają superskręty
helisy, uniemożliwiając przesuwanie
się widełkom replikacyjnym.

• Problem ten komórki prokariotyczne

rozwiązały poprzez aktywność
enzymów –topoizomeraz.

Są dwa typy tych enzymów:
Topoizomeraza DNA I i topoizomeraza DNA

II.

Topizomeraza I tworzy przejściowe pęknięcie

z jednej nici DNA w bliskiej odległości
przed widełkami replikacyjnymi.

Umożliwia to cząsteczce DNA swobodny

obrót pękniętej nici wokół drugiej,
usuwając superskręty.

• Następnie topoizomeraza I ponownie

łączy ze sobą końce pękniętej nici.
Po zakończeniu replikacji bakteryjnego
DNA dwie potomne koliste cząsteczki
DNA są ze sobą splecione.

Za ich rozdzielenie odpowiedzialny jest

enzym zwany topoizomerazą DNA II.

• Enzym ten wprowadza pęknięcia

w obu niciach jednej z cząsteczek
DNA, uwalniają ze splecenia drugą
cząsteczkę. Następnie
topoizomeraza DNA II łączy
ponownie ze sobą końce
pękniętych nici.

U

Eukaryota

powstaje

wiele

widełek

replikacyjnych, które przesuwają się w obu
kierunkach, powstają bąble replikacyjne.

Eukaryota

Prokaryot
a

Upakowanie genomu bakteryjnego.

- koliste.

Eukaryota

  Upakowanie genomu eukariotycznego.

liniowe -

nukleosom

nukleosom

Prokaryota

U Prokaryota np. u Escherichia coli dwa
enzymy odpowiedzialne są za syntezę DNA

Synteza DNA katalizowana jest przez
następujące enzymy:

-

-

polimeraza DNA I

polimeraza DNA I

-polimeraza

-polimeraza

DNA

DNA

III

III

Eukaryota

Synteza DNA

U Eukaryota DNA jest replikowany przez
więcej DNA polimeraz

Synteza DNA katalizowana jest przez pięć
polimeraz

(enzymów):

-

-

polimeraz

polimeraz

a

a

α,

α,

-

-

polimeraz

polimeraz

a

a

β,

β,

-

-

polimeraz

polimeraz

a

a

γ,

γ,

-

-

polimeraz

polimeraz

a

a

δ,

δ,

-

-

polimeraz

polimeraz

a

a

ε

ε

Prokaryot
a

Inicjacja replikacji DNA

Inicjacja replikacji DNA.

-Synteza DNA -krótkie odcinki RNA - startery
(ang. primer).

-

Proces syntezy primera RNA na

Proces syntezy primera RNA na

matrycy nici

matrycy nici

opóźnionej

opóźnionej

DNA katalizowany jest przez

DNA katalizowany jest przez

enzym prymazę.

enzym prymazę.

• -U bakterii Escherichia coli enzym

polimeraza DNA III rozpoczyna

syntezę DNA, rozpoznając powstały

dwuniciowy fragment DNA/RNA.

Synteza fragmentu DNA kończy się w

momencie napotkania przez

polimerazę DNA następnego startera.

Na tym etapie polimeraza DNA I

usuwa niepotrzebny już starter RNA i

zastępuje go nukleotydami DNA.

Eukaryota

U Eukaryota proces replikacji przebiega nieco

U Eukaryota proces replikacji przebiega nieco

inaczej.

inaczej.

-Startery do syntezy DNA stanowią krótkie odcinki
RNA.

Polimeraza DNA α

Polimeraza DNA α zawierająca aktywność

prymazy odpowiedzialna jest za inicjację syntezy
DNA.

-DNA replikują

polimerazy DNA α i DNA

polimerazy DNA α i DNA

δ

δ

, przy

czym polimeraza DNA α syntetyzuje nić opóźnioną
a DNA

δ

syntetyzuje nić wiodącą.

-Pozostałe polimerazy DNA pełnią funkcję
pomocniczą. Polimeraza ε jest odpowiedzialna za
proces naprawy DNA, natomiast

polimeraza γ

polimeraza γ

replikuje mitochondrialny DNA.

Prokaryota

Długość fragmentów Okazaki: 1000-
2000 par zasad azotowych (pz)

Eukaryota

Długość fragmentów Okazaki: 100-200 par
zasad azotowych (pz).

Ligacja.
Końcowy etap syntezy nici

opóźnionej polega na połączeniu
ze sobą fragmentów Okazaki
wiazaniami fosfodiestrowymi.

Reakcję ta katalizuje enzym zwany

ligazą DNA

 

                            

Replikacja DNA u Eukaryota
• Zanim komórka podzieli się na dwie

komórki potomne musi zreplikować

–podwoić swój materiał genetyczny-

DNA.

• Podział komórki eukariotycznej jest

procesem ściśle regulowanym i

zachodzi w kilku etapach, zwanych

cyklem komórkowym.

• Czas trwania cyklu komórkowego bywa

różny, zasadniczo trwa kilka godzin.

• Najdłuższa faza jest faza G1, podczas

której komórka przygotowuje się do
podziału.

• Po fazie G1 następuje faza S, w czasie

której zachodzi replikacja DNA.

• Kolejna, krótka faza G2 poprzedza fazę

M.

• W fazie M zachodzi mitoza i

rozdział chromosomów do
komórek potomnych.

• Niektóre komórki, np. neurony

przestają się dzielić całkowicie i
pozostają w fazie G 0.

• Ze względu na wyjątkową długość

chromosomów eukariotycznych
replikacja DNA musi być
inicjowana w wielu miejscach ori
aby zapewnić ukończenie procesu
powielania w czasie.

• Widełki replikacyjne przesuwają

się w obu kierunkach zaczynając
od miejsca ori, tworzą bąble
replikacyjne, mogące spotkać się i
połączyć.

• DNA replikowany z jednego

miejsca ori nosi nazwę replikonu.

• W typowej komórce ssaka znajduje

się od 50 do 100 000 replikonów.

• Rejony zawierające geny aktywne

transkrypcyjnie replikują się jako
pierwsze, później ulegają
replikacji rejony transkrypcyjnie
nieaktywne.

• W eukariotycznych chromosomach

DNA występuje w formie
upakowanych kompleksów DNA-
białko: nukleosomów.

• W czasie przesuwania się widełek

replikacyjnych DNA musi zostać
rozpleciony a tym samym uwolniony
ze struktury nukleosomu.

• Po przejściu widełek

replikacyjnych zostaje odtworzona
struktura nukleosomu.

Replikacja liniowych chromosomów

eukariotycznych napotyka na
problemy, których nie ma u
prokariotów.

Główny problem polega na tym, że

koniec 5’ nici opóźnionej nie może ulec
replikacji z powodu braku miejsca dla
startera RNA inicjującego replikację.

Powoduje to niebezpieczeństwo, że

chromosomy będą ulegały
skróceniu z każdą rundą
replikacyjną a tym samym będą
traciły informację genetyczną.

Problem ten został rozwiązany

następująco:

• Na końcach chromosomów znajdują

się specyficzne struktury, zwane
telomerami.

• Telomery zawierają zorganizowane

tandemowo krótkie, powtarzające
się niekodujące sekwencje.

• U człowieka sekwencja ta wygląda

następująco:

5’ TTAGGG 3’

• Pod koniec replikacji koniec nici 3’

wiodącej wystaje poza koniec 5’ nici
opóźnionej.

• Enzym zwany telomerazą zawiera

cząsteczkę RNA, która jest częściowo
komplementarna do sekwencji
powtarzającej się, występującej na
końcu 3’ nici wiodącej.

• Telomeraza wydłuża nić wiodącą

używając RNA jako matrycy.

• Następnie enzym odłącza się i wiąże

z nowym końcem telomerowym
wydłużając nić wiodącą.

• Proces wydłużania może zachodzić

wielokrotnie zanim telomeraza
oddysocjuje.

• Wydłużona, dosztukowana nić wiodąca

służy następnie jako matryca do replikacji
końca nici opóźnionej.

• Te dwa procesy podczas których końce 5’

DNA ulegają skróceniu podczas
podstawowej replikacji i wydłużeniu
wskutek aktywności telomerazy, są
wzajemnie zrównoważone, dzięki czemu
całkowita długość chromosomów pozostaje
w przybliżeniu taka sama.

Ekspresja genów

• Transkrypcja
• Translacja

Transkrypcja

Transkrypcja jest pierwszym etapem ekspresji

genów.

Polega on na syntezie RNA na matrycy DNA

przez polimerazę RNA.

Dwie nici helisy DNA są nazywane

odpowiednio nicią matrycowa i nicią
niematrycową.

RNA jest syntetyzowany na nici matrycowej

DNA i ma sekwencję niematrycowej nici DNA

• Syntetyzowana cząsteczka RNA

nazywa się transkryptem.

• Może ona ulegać następnie

translacji z utworzeniem białka
lub może być wykorzystywana jako
RNA rybosomowy albo RNA
transportujacy.

• Synteza RNA zachodząca podczas

transkrypcji polega na polimeryzacji
substratów, którymi są trifosforany
rybonukleotydów: ATP, GTP, UTP, CTP.

Grupa 3’OH jednego rybonukleotydu

reaguje z 5’ fosforanem innego
nukleotydu tworząc wiązanie
fosfodiestrowe.

• Kolejność, w jakiej do rosnącego łańcucha

RNA dołączane są rybonukleotydy jest

wyznaczana przez kolejność zasad w

matrycowym DNA. Nowe nukleotydy są

dodawane do 3’końca rosnącego łańcucha

RNA.

• Transkrypt powstaje więc w kierunku 5’-3’

a ponieważ komplementarne pary zasad

mogą się tworzyć tylko między łańcuchami

ułożonymi antyrównolegle, nić matrycowa

biegnie w kierunku przeciwnym, czyli 3’-5’.

Prokaryot
a

U organizmów prokariotycznych syntezy wszystkich

U organizmów prokariotycznych syntezy wszystkich

rodzajów RNA dokonuje jedna polimeraza RNA.

rodzajów RNA dokonuje jedna polimeraza RNA.

U bakterii Escherichia coli polimeraza RNA złożona z
pięciu podjednostek- dwie α

, jedna β, jedna β

’

, jedna

podjednostka δ (α

2

, β, β

’

, δ). Taką podjednostkę

nazywamy holoenzymem.

 

Eukaryot
a

Przebieg transkrypcji

Przebieg transkrypcji

U Eukaryota występują trzy jądrowe polimerazy RNA:
RNA I, RNA II, RNA III transkrybujące różne klasy
genów:

-polimeraza RNA I transkrybuje trzy spośród czterech
genów kodujących r-RNA-18S, 28S i 5,8S

-polimeraza II transkrybuje geny kodujące białka

-polimeraza III transkrybuje geny kodujące t-RNA i 5S r-
RNA

-polimerazy RNA pozajądrowe występujące w
mitochondriach i chloroplastach uczestniczą w
transkrypcji DNA organelli komórkowych

Prokaryota

Sygnały do zainicjowania transkrypcji są zawarte w
sekwencjach zasad promotora, położonego
bezpośrednio przed sekwencją genu ulegającą
transkrypcji.

Promotor zawiera specyficzne sekwencje nukleotydów
działające jako miejsca przyłączania się polimerazy
RNA.

Dwa elementy sekwencji rozpoznawane przez
polimerazę RNA u Escherichia coli są określane jako
sekwencja -10 oraz sekwencja 35.

Mogą być nieduże odstępstwa, ale wszystkie sekwencje
odpowiadają tzw. „sekwencji zgodnej”-10-35.

• Za rozpoznanie i wiązanie się polimerazy

RNA z promotorem jest odpowiedzialna
podjednostka δ, przypuszczalnie
rozpoznająca kasetę -35.

• Po związaniu się enzymu z promotorem

powstaje najpierw zamknięty kompleks
promotorowy, w którym odcinek DNA
stanowiący promotor pozostaje w postaci
dwuniciowej helisy.

• Enzym wiąże się z DNA na odcinku

około 60pz, obejmującym kasety -10 i
35.

• Aby rozpoczęła się transkrypcja,

dwuniciowa helisa ulega dysocjacji w
rejonie kasety -10, bogatej w pary zasad

A-T tworząc otwarty kompleks

promotorowy (in. kompleks inicjujący).

• Podjednostka δ oddysocjowuje od

otwartego kompleksu,
pozostawiając rdzeń enzymu.

• Jednocześnie dwa pierwsze

rybonukleotydy wiążą się z DNA,
tworzy się pierwsze wiązanie
fosfodiestrowe i w ten sposób
zostaje zainicjowana transkrypcja.

Elongacja
• Podczas elongacji polimeraza RNA

przesuwa się wzdłuż cząsteczki DNA i w
miarę przemieszczania się topi i
rozplata dwuniciową helisę DNA.

• Enzym dołącza nukleotydy do końca 3’

rosnącego łańcucha RNA w kolejności
dyktowanej przez ułożenie zasad
azotowych w matrycowej nici DNA.

• W większości przypadków najpierw

transkrypcji ulega sekwencja liderowa o
różnej długości w różnych genach a
dopiero po niej sekwencja kodująca genu.

• Na drugim końcu sekwencji kodującej

również znajduje się odcinek niekodujący
aminokwasów określany jako niekodująca
sekwencja 3’końcowa i dopiero po niej
transkrypcja się kończy.

• Podczas transkrypcji w danym

czasie rozpleceniu ulega niewielki
odcinek dwuniciowej helisy.

• Rozpleceniu ulega odcinek DNA o

długości 12-17 par zasad.

Terminacja
• Terminacja transkrypcji zachodzi

w określonych miejscach
znajdujących się w pewnej
odległości za sekwencją kodującą
genu.

Palindrom

• U Escherichia coli do terminacji dochodzi przy sekwencjach

palindromowych

(Palindrom (

gr.

palindromeo – biec z powrotem). Sekwencje

te wykazują symetrię polegającą na tym, że ich pierwsza

połowa jest dokładnie komplementarna do drugiej.
Sekwencja palindromowa w

genetyce

oznacza taką

sekwencję

DNA

, dla której

sekwencja

komplementarna

jest

identyczna (przy założeniu, że obie sekwencje czytamy z

uwzględnieniem polarności nici; zgodnie z przyjętym

obyczajem - od końca 5' do 3'):

• 5' A A T T 3'

3' T T A A 5'

lub

• 5' A G G C C T 3'

3' T C C G G A 5'

Spinka

W jednoniciowej cząsteczce RNA umożliwia to

tworzenie się komplementarnych par zasad

między dwoma następującymi po sobie

odcinkami łańcucha, czyli tworzenia się

struktury określanej jako spinka lub struktura

typu nasada-pętla.

Spinka działa jako sygnał terminacji.
Terminacja transkrypcji obejmuje

oddzielenie się od matrycy
transkryptu i polimerazy RNA,
która następnie ponownie asocjuje
z podjednostką

δ i przechodzi do

kolejnej rundy transkrypcji.

m-RNA Prokaryota jest

policistronowy

policistronowy.

-jeden wspólny promotor

uczestniczy podczas translacji
kilku białek.

Eukaryota

m-RNA Eukaryota -

monocistronowy

monocistronowy.

Podczas transkrypcji genów kodujących białka,
katalizowanej przez polimerazę II tworzy się
transkrypt pre-mRNA zawierający kodujące
egzony i niekodujące introny, ulegające
usunięciu w procesie splicingu.

Splicing katalizuje grupa małych jądrowych
rybonukleinoprotein (snRNP - ang. small nuclear
ribonukleoproteins).

Kompleks pre-mRNA i snRNP nazywa się

spliceosom

spliceosom

em

em

. Spliceosom katalizuje reakcję

rozcięcia i ligacji - łączenia, prowadzące do
wycięcia intronu i połączenia ze sobą egzonów.

Po zakończeniu splicingu spliceosom ulega
dysocjacji.

• W wyniku splicingu,

eukariotycznej transkrypcji - hn
RNA, zamieniony zostaje na
mRNA, składający się z egzonów,
których kolejność jest taka sama
jak na

hn RNA i DNA.

• Koniec 5’ mRNA podlega

modyfikacji polegającej na
przyłączeniu 7-metyloguanozyny
-cap,

• natomiast koniec 3’ ulega

poliadenylacji, powstaje ogon poli
A zawierający około 250 reszt
adenylowych.

Translacja

Translacja jest procesem odpowiedzialnym
w komórce za syntezę białek.

W czasie translacji informacja zakodowana w

cząsteczce mRNA zostaje wykorzystana do
ustalenia kolejności aminokwasów w białku.

Cząsteczki tRNA pełnią w tym procesie

kluczową rolę, dostarczając do rybosomu
aminokwasy w kolejności wyznaczonej
przez sekwencję nukleotydową mRNA

W komórkach znajduje się
zazwyczaj od 31 do 40 rodzajów
tRNA, z których każdy jest
odpowiedzialny za specyficzne
wiązanie jednego z 20
aminokwasów. Oznacza to, że kilka
rodzajów tRNA może wiązać ten
sam aminokwas.

Izoakceptory

• Transferowe RNA rozpoznające

ten sam aminokwas nazywane są
izoakceptorami.

• Przed rozpoczęciem translacji

aminokwasy zostają połączone
kowalencyjnie ze specyficznymi
tRNA. TRNA rozpoznają kodony
mRNA oznaczające określone
aminokwasy

Aminoacylacja

• Przyłączanie aminokwasu do tRNA

nazywa się aminoacylacją lub
ładowaniem.

• Aminokwas zostaje połączony

kowalencyjnie z końcem ramienia
akceptorowego tRNA, gdzie zawsze
występuje sekwencja nukleotydowa
5’ CCA 3’

• Wiązanie zostaje utworzone

pomiędzy grupą karboksylową
aminokwasu i 3’ hydroksylem
ostatniej adenozyny ramienia
akceptorowego.

Antykodon

• Rozpoznanie kodonu przez tRNA

odbywa się poprzez pętlę
antykodonową tRNA. Nukleotydy
tej pętli nazywamy antykodonem

Translacja u

Translacja u

Prokaryota

Prokaryota

Inicjacja translacji

Pierwszym czytanym kodonem mRNA w procesie
translacji jest

kodon starterowy/ kodon inicjujacy translację

-AUG , GUG lub UUG

Translacja u

Translacja u

Eukaryota

Eukaryota

kodon AUG

Mała podjednostka rybosomowa wiąże się z
mRNA w miejscu „powyżej” kodonu AUG -
sekwencji Shine-Dalgarno 5

’

AGGAGGGU 3,

’

znajdującej się w odległości około 10
nukleotydów od kodonu startu.

Translacja u
Prokaryota

Translacja u Eukaryota

Mała podjednostka rybosomowa

rozpoznaje strukturę cap na końcu 5’ mRNA,
następnie przesuwa się wzdłuż mRNA w
kierunku 3

’

do kodonu starterowego AUG

Translacja u
Prokaryota

U bakterii metionina związana z
inicjatorowym

t-RNA

Met

jest modyfikowana przez

przyłączenie grupy formylowej CHO do
grupy aminowej tego aminokwasu NH

2

.

Kompleks składający się z mRNA małej
podjednostki rybosomowej i tRNA

fMet

nazywa się kompleksem inicjującym.

Zaminoacylowany tRNA aminokwasem
formylometioniną łączy się z kodonem
starterowym AUG.

Translacja u Eukaryota

t-RNA zaminoacylowany aminokwasem

metioniną łączy się antykodonem z kodonem
AUG znajdującym się na mRNA

Translacja u
Prokaryota

W inicjacji translacji biorą udział białkowe
czynniki inicjujące zwane

-IF1

- IF2

-IF3

Translacja u Eukaryota

 

W inicjacji translacji Eucaryota uczestniczy

około dziewięciu białkowych czynników
inicjujących

Translacja u
Prokaryota

W procesie elongacji translacji biorą udział dwa
czynniki elongacyjne:

-EF-Tu zaangazowany w proces wiązania
aminoacylo-tRNA z miejscem A

-EF-Ts bierze udział w procesie regeneracji
aminoacylo-tRNA

oraz zachodzi hydroliza GTP

-za translokację odpowiedzialny jest białkowy
czynnik elongacyjny -EF-G

Translacja u Eukaryota

W procesie elongacji translacji biorą udział

czynniki elongacyjne

-eEF1
-eEF2

Translacja u
Prokaryota

W procesie terminacji translacji u Escherichia
coli biorą udział trzy czynniki terminacyjne

-RF1 rozpoznaje kodony stopu UAA i UAG

-RF2 rozpoznaje kodony stopu UAA i UGA

-RF3 pełni rolę pomocniczą w tym procesie

 

Terminacja translacji u Eukaryota

W procesie terminacji translacji bierze udział
jeden czynnik białkowy

- eRF, który do wiązania się z rybosomem
wymaga obecności GTP

Translacja u
Prokaryota

Po terminacji translacji polipeptyd o strukturze
pierwszorzędowej odrywa się od rybosomu,

Rybosom rozpada się na dwie podjednoski,

mRNA zostaje uwolniony

Translacja u Eukaryota

Po terminacji translacji polipeptyd o strukturze
pierwszorzędowej odrywa się od rybosomu,
który rozpada się na podjednostki

mRNA zostaje uwolniony

Postranslacyjne

modyfikacje

Po translacji zsyntetyzowany polipeptyd

może ulec modyfikacjom prowadzącym
do powstania funkcjonalnego białka.

Modyfikacje mogą polegać na dodaniu

małych grup chemicznych: metylacji,
fosforylacji, acetylacji lub hydroksylacji
ale także dużych grup: lipidowych i
oligosacharydowych (glikozydacja).

• Pewne modyfikacje takie jak

fosforylacja regulują aktywność
enzymu

• Rozcinanie łańcuchów

polipeptydowych jest bardzo

powszechnym rodzajem

modyfikacji, może to być:

• usuwanie pojedynczych

aminokwasów z końców

polipeptydu,

• usuwanie wewnętrznych

fragmentów peptydowych,

• usuwanie sekwencji sygnałowej

białek sekwencyjnych,

• rozcinanie polipeptydów na

mniejsze peptydy.