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 (
palindromeo – biec z powrotem). Sekwencje
te wykazują symetrię polegającą na tym, że ich pierwsza
połowa jest dokładnie komplementarna do drugiej.
Sekwencja palindromowa w
oznacza taką
sekwencję
, dla której
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.