Przebieg i regulacja
procesu translacji
Podstawowa definicja
• Translacja mRNA, czyli biosynteza białka na
rybosomie , jest końcowym etapem w
procesie ekspresji informacji genetycznej
zawartej w sekwencji nukleotydów DNA.
Proces „tłumaczenia” kolejności nukleotydów
w mRNA na kolejność aminokwasów w białku
składa się (podobnie jak replikacja DNA i
transkrypcja) z trzech głównych etapów:
inicjacji (rozpoczęcia), elongacji (wydłużania)
i terminacji (zakończenia) syntezy łańcucha
polipeptydowego.
• Źródło: Biochemia kręgowców, W. Minakowski, S.
Weidner.
INICJACJA
• Zapoczątkowanie formowania się
łańcucha polipeptydowego polega na
wytworzeniu tzw. kompleksu
inicjacyjnego, który składa się z
rybosomu, mRNA, i inicjatorowego tRNA.
• Rybosom i tRNA muszą rozpoznać
miejsce na nici mRNA, w którym powinna
rozpocząć się biosynteza białka, co
warunkuje dalszy prawidłowy odczyt.
• Źródło grafiki: www.edukator.pl
Źródło grafiki: www.edukator.pl
•
Cząsteczka mRNA łączy
się z podjednostkami
rybosomu, który ustawia
kodon startowy mRNA,
czyli trójkę kodującą
metioninę (lub u bakterii
formylometioninę), w tzw.
miejscu P. Rybosom może
jednocześnie "odczytywać"
dwa kolejne kodony mRNA,
służą do tego miejsca P i A;
jedynie w tych dwóch
miejscach w rybosomie
cząsteczki tRNA mogą
łączyć się z
komplementarnymi
sekwencjami mRNA
(antykodon tRNA z
kodonem mRNA).
Cząsteczka tRNA
niosąca
metioninę (posiad
ająca antykodon
UAC
komplementarny
do kodonu
startowego
AUG), wchodzi do
rybosomu w
miejsce P i łączy
się z mRNA.
ELONGACJA
• To faza procesu, w której tRNA donosi
do rybosomu kolejne, zakodowane na
matrycy mRNA aminokwasy i enzymy
rybosomalne katalizują powstanie
wiązań peptydowych pomiędzy
aminokwasami. W czasie trwania tej
fazy rybosom przesuwa się
stopniowo względem mRNA,
"odczytując" kolejne trójki
nukleotydów.
Cząsteczka tRNA niosąca drugi
aminokwas wchodzi do rybosomu w
miejsce A. Oczywiście antykodon tej
cząsteczki musi być komplementarny
do kodonu w mRNA.
Źródło:
www.edukator.pl
Reakcja aktywacji tRNA
• Nazwa "miejsce A" oznacza "miejsce
aminokwasu", a konkretniej miejsce
przyłączenia aminoacylo - tRNA, tRNA
połączonego z komplementarnym
aminokwasem. Natomiast
termin "miejsce P"oznacza "miejsce
polipeptydu", a raczej tRNA
"dźwigającego" łańcuch polipeptydowy
(peptydylo - tRNA).
Budowa przestrzenna rybosomu, oraz
cząsteczek tRNA umożliwia zbliżenie
się grupy karboksylowej pierwszego
aminokwasu do grupy aminowej
drugiego aminokwasu. Specjalny
enzym, obecny w dużej podjednostce
rybosomu katalizuje reakcję powstania
wiązania peptydowego. Jest to
rybosomowa peptydylotransferaza.
Źródło: www.edukator.pl
• Pierwszy
aminokwas, czyli
metionina, tworząc
wiązanie peptydowe
z aminokwasem
drugim, odłącza się
od cząsteczki tRNA z
miejsca P.
Cząsteczka tRNA z
miejsca A, która
przyniosła do
rybosomu drugi
aminokwas,
"dźwiga" teraz krótki
peptyd (aminokwas
pierwszy +
aminokwas drugi) i
pozostaje nadal
połączona z mRNA.
Źródło:
www.edukator.pl
•
Uwolniona od
aminokwasu
pierwszego
cząsteczka
tRNA z miejsca
P, opuszcza
rybosom (w
cytoplazmie
specjalny
enzym znowu
przyłączy do
niej metioninę).
Źródło:
www.edukator.pl
• W miejscu P nie ma przez chwilę
żadnej cząsteczki tRNA, rybosom
może się przesunąć względem
mRNA o jeden kodon (trzy
nukleotydy). Po przesunięciu
rybosomu tRNA z dwupeptydem
znajduje się w miejscu P, zaś w
miejscu A pojawia się kolejny
odcinek kodu genetycznego
(mRNA) do odczytania.
Do kodonu mRNA znajdującego
się w miejscu A przyłącza się
kolejna cząsteczka tRNA niosąca
trzeci aminokwas. Cykl powtarza
się: dwupeptyd z miejsca P.
przyłącza się do aminokwasu
trzeciego, związanego z tRNA w
miejscu A. Wolne tRNA z miejsca
P opuszcza rybosom i wędruje do
cytoplazmy po nowy aminokwas.
Źródło:
www.edukator.pl
• Podsumowując, proces
wydłużania łańcucha
polipeptydowego składa się z
czterech etapów:
1.przyłączenie tRNA niosącego
odpowiedni aminokwas w
miejscu A
2."przeskoczenie" łańcucha
peptydowego z miejsca P na
aminokwas przyniesiony do
miejsca A poprzez wytworzenie
wiązania peptydowego pomiędzy
już istniejącym polipeptydem a
"nowoprzybyłym" aminokwasem,
3.opuszczenie rybosomu
przez wolne tRNA z miejsca
P, które wędruje do cytoplazmy
po nowy aminokwas,
4.przesunięcie się rybosomu
względem mRNA o trzy
nukleotydy.
Źródło:
www.edukator.pl
TERMINACJA
• Zakończenie syntezy łańcucha polipeptydowego, następuje gdy rybosom
dojdzie do jednej z trójek nonsensownych: UAA, UAG lub UGA. Żaden rodzaj
tRNA nie łączy się z tymi trójkami. Kiedy więc w miejscu A w rybosomie pojawi
się kodon nonsensowny, łańcuch polipeptydowy nie będzie miał gdzie
"przeskoczyć". Rybosom staje. Do trójki nonsensownej przyłączają się białkowe
czynniki uwalniające, łańcuch polipeptydowy zostaje odłączony od rybosomu,
tRNA odłącza się od mRNA, rybosom dysocjuje na podjednostki dużą i małą.
Źródło:
www.edukator.pl
DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ
Wykonały:
Krupska Oksana
Góral Justyna