7 6 IV 11 r

MODYFIKACJA tRNA

Czasteczki tRNA zawieraja liczne modyfikacje zasad podstawowych, niektóre z zasad ulegają metyzacji (dawcą grupy metylowej jest aktywna metionina – S-adenocylometionina). Ta metyzacja w warunkach In vivo chroni kwasy RNA przez nukleazami (przed enzymami które moglyby je pociac). Niektóre zasady maja przekształcone wiązania glikozydowe. Czasteczki tRNA SA przepisywane w czasie transkrypcji w postaci duzych cząsteczek prekursorowych, zawierających wiecej niż jeden tRNA. Następnie podobnie jak w mRNA są przekształcane nukleolitycznie. Dalsze modyfikacje tRNA to m.in. dołączenie na końcu 3 prim końcówki CCA

(rysunek koniczyny z minakowskiego)

Ramię akceptorowe - ramię, przy którym przyłączane są aminokwasy

Naprzeciwlegle ramie antykodonowi – rozpoznawany ejst odpowiedni kodon na nici mRNA (musi pasować komplementarnie do kodonu). Kolejność przyłączania aminokwasów jest uzależniona od kolejności wysterowania kodonów

Ramie D – współdziała z kluczowym enzymem procesu inicjacji translacji – syntetazą aminoacylotRNA

Ramie naprzeciwlegle – współdzaiała z ramieniem antykodonowym, tym ramieniem tRNA zakotwicza się w mniejszej podjednostce rybosomy

MODYFIKACJE rRNA

W komórkach ssaków prawie wszystkie cząsteczki rRNA SA przepisywane jako część pojedynczej dużej cząsteczki prekursorowej. Cząsteczka prekursorowi jest następnie na terenie jąderka przekształcana w wyniku czego powstają składowe rRNA dla poszczególnych podjednostek rybosomów, które znajdują się w cytoplazmie. Cząsteczka prekursorowi 45sRNA przekształcana jest nukleolitycznie na 18S, 28S i 5,8S. przekształcenie odbywa się na drodze swoistego mechanizmu, innego, odmiennego aniżeli przekształcanie hnRNA do mRNA. W tym przypadku prawie połowa prekursora 45S jest degradowana. W czasie przekształceń zachodzi m.in. metylacja oraz łączenie podjednostki 28S z białkami rybosomalnymi i tworzenie większej podjednostki rybosomu. Analogicznie zachodzi łączenie podjednostki 18S z białkami rybosomalnymi i tworzenie mniejszej podjednostki rybosomy

SYNTEZA BIAŁKA KODU GENETYCZNEGO

Kolejność aminokwasow w lancuchu polipeptydowym jest tłumaczona na podstawie kolejności zasad występujących w DNA. służy do tego kod genetyczny. Jednostka kodu genetycznego jest kodon, inaczej triplet, czyli trójka zasad. Taki kodon koduje jeden aminokwas. Kod trójkowy daje 64 możliwe kombinacje. Biorąc pod uwagę istnienie 20 aminokwasów białkowych liczba kombinacji kodu jest w nadmiarze. Co jest istotą? Rożne kodony mogą kodować ten sam aminokwas, ponieważ najistotniejsze w kodonie SA dwie pierwsze zasady, trzecia może się różnić.

CECHY KODU GENETYCZNEGO:

Translacja – proces tłumaczenia języka nukleotydów na język aminokwasów. Zachodzi w cytoplazmie komórkowej. Na pełny aparat biosyntezy białka składają się:

translacja, podobnie jak transkrypcja składa się z trzech etapów: inicjacji, elongacji i terminacji.

W procesie inicjacji musi dojść do aktywacji aminokwasów (przed procesem inicjacji)- musi dojść do przyłączenia aminokwasy do końca 3 prim …?. Proces ten wymaga nakładu energetyczne w postaci ATP (proces biosyntezy białka jest najbardziej energiobiorczym procesem w komórce)

Aminokwas +ATP aminoacylo-AMP + PP

Aminoacylo-AMP + tRNA aminoacylo-tRNA + AMP

Aminokwas + ATP + tRNA aminoacylo-tRNA + AMP + PP

Inicjacja translacji – kodonem inicjujące każdy łańcuch polipeptydowy jest kodon AUG. W procesie inicjacji biorą udział różnego rodzaju czynniki białkowe u EUKARIOTA SA to EIF4A, EIF4B EIF4F, zadaniem tych czynników jest modyfikacja mniejsze podjednostki rybosomy oraz czynniki IF1, IF1, IF2, IF3. zapoczątkowanie translacja wymaga wytworzenia kompleksu inicjującego. Pierwsza reakcji inicjacji jest dysocjacja rybosomy na dwie podjednostki (duża i mała), w której uczestniczy czynnik IF1. Mała podjednostka stabilizowana jest przez czynnik IF3, który działa jako czynnik antyasocjacyjny, natomiast IF2 stymuluje wiązanie inicjatorowego aminoacylo-tRNA z miejscem P na rybosomie.

Kolejność:

  1. połączenie mRNA z mniejsza podjednostka rybosomu

  2. odsłania się kodon inicjujący AUG

  3. przyłączanie pierwszego aminoacylo-tRna – u eukariota jest to metionylo-tRNA, u prokariota jest to formylometionylo-tRNA, ponieważ aminokwasem inicjującym każdy łańcuch polipeptydowy u eukariota zawsze metionina, a u prokariota formylometionina

  4. przyłączenie większej podjednostki rybosomu – w tym momencie twrzą się dwa miejsca na mniejszej podjednostce – aminokwasowe(A) i peptydowe (P)

  5. inicjacja kończy się kiedy metionylo-tRNA znajduje się w miejscu P

Elongacja – w procesie elongacji uczestniczy kilka istotnych bialek enzymatycznych: peptydylotransferza i transferaza oraz wiele czynnikow elong. EFTU – tworzy kompleks z GTP i nowowchodzącym aminoacylo-tRNA umieszczając go w miejscu A, EFTS – bierze udział w wiązaniu aminoacylo-tRNA w miejscu A umożliwiając dysocjaje GDP z kompleksu inicjującego, EFG (translokaza) – bierze udzial w translokacji, czyli przeniesieniu aminoacylo-tRNA lub peptydylotRNA z miejsca A do P z udziałem GTP, w procesie translacji najwięcej energii z GTP

  1. Po zakończeniu procesu inicjacji w miejscu A odsłaniany jest kodon

  2. Do tego kodonu dzieki czynnikom białkowym i energii z GTP dołączany jest następny aminoacylo-tRNA (np. alanylo-tRna)

  3. W tym momencie zajęte SA oba miejsca (A i P) i elongacja translacji nie mogłaby zachodzić

  4. W związku z tym dzieki transferazie peptydylowej (przy jej udziale), dochodzi do wytworzenia pierwszego wiązania peptydowego miedzy metionina i alanina

    1. Pęka wiązanie między metionina a tRNA

    2. Metionina przerzucana jest na alaninę

    3. Metionina będzie N-końcowym aminokwasem nowotworzonego peptydu

  5. Proces translokacji w obecności czynnika EFG (translokazy)

    1. Metionyloalanylo-tRNA dzięki EFG i GTP przesuwany jest do miejsca P, a znajdujący się w tym miejscu tRNA usuwany jest do cytoplazmy, tam ulega degradacji

  6. Pierwszy obrót cyklu – w dalszym etapie elongacji ten cykl się powtarza

    1. Metionyloalanina dzieki transferazie peptydylowej przerzucana jest na aminokwas, który został wprowadzony dzięki tRNA na miejsce A

  7. Elongacja trwa do momentu odsłonięcia w miejscu A kodonu nonsensownego, czyli kdonu STOP, to jest taki kodon, który nie posiada odpowiednika w antykodonach tRNA (UAA, UAG i UGA kodony STOP)

W procesie terminacji uczestniczą czynniki uwalniające, zdolne do rozpoznania sygnału terminacji w miejscu A, czynnik uwalniający w polaczeniu z GTP i transferaza peptydylową powoduje hydrolizę wiązania pomiędzy peptydem a tRNA w miejscu P. w wyniku tego procesu do cytoplazmy uwalniane są peptyd i tRNA. U prokariota po tym czasie z kodonem STOP łączą się białkowe czynniki uwalniające – RF1, RF2, RF3. U eukariota tylko jeden czynnik eRF. Po uwolnieniu peptydu rybosomy dysocjują na podjednostki i mogą być wykorzystywane w następnych cyklach syntezy białek.

W procesie translacji tej samej cząsteczki mRNA może brać udział jednocześnie wiele rybosomów i są to tak zwane polirybosomy – polisomy. Z kolei każdy z rybosomów posiada przyłączony polipeptyd. Kompleks rybosomów z ..? i z łańcuchami peptydów nazywamy polisomem. Z jedną cząsteczką mRNA może być połączonych około 50 rybosomow.

Transport białek i przekształcenia potranslacyjne

RYSUNEK: CYTOZOL, 5’, 3’ mRNA, SRP, cykl SRP, receptor SRP, receptor rybosomu – kompleks translokacji białka, peptyd sygnałowy, peptydaza sygnałowa, błona ER, światło ER (pytanie egzaminacyjne!)

Białka wytworzone w procesie translacji zawierają odpowiednie sygnały określające ich ostateczne umiejscowienie (np. mogą by kierowane do błony, przestrzeni międzybłonowych lub określonych organelli komórkowych, ale również mogą być kierowane do środowiska zewnątrzkomórkowego). Te sygnały to sekwencje liderowe bądź sygnałowe. U Eukariota gdy tworzące się białko nie zawiera takich sekwencji synteza tego białka odbywa się zawsze w cytoplazmie. Istnienie sekwencji liderowej powoduje skierowanie rybosomy do retikulum endoplazma tycznego. Białka tworzone przez polisomy związane z błonami są przenoszone w poprzek błony retikulum, natomiast w retikulum endoplazma tycznym białka ulęgają rożnego rodzaju modyfikacjom chemicznym. Pamiętać należy, ze białka sekrecyjne (wydzielnicze) dzięki sekwencji liderowej już na początku syntezy kierowane SA do retikulum. Następnie ulegają translokacji (przeniesieniu) przez błonę retikulum o światła szorstkiego retikulum, a następnie przez aparat Golgiego przenoszone są do błony komórkowej.

MECHANIZM TRANLOKACJI PRZEZ BLONE RETIKULUM

  1. Sekwencja liderowa umiejscowiona jest n N-końcu danego białka – jest syntetyzowana w procesie translacji na samym początku

  2. Sekwencja taka jest natychmiast rozpoznawana przez cząsteczkę rozpoznająca sygnal (SRP), która przyłącza się do kompleksu rybosomy z nowo tworzącym się peptydem.

  3. Ta sytuacja wstrzymuje dalsza elongacje łańcucha

  4. W błonie retikulum znajdują się receptory SRP – SA to tzw. białka dokujące

  5. Do tych białek dokujących przyłącza się kompleks złożony z cytoplazmatycznego rybosomu i SRP

  6. Następnie z użyciem energii z GTP rybosom zostaje przyłączony do białek błonie retikulum, białka te tworzą por przemieszczający polipeptyd (translokon por)

  7. SRP jest uwalniane do cytoplazmy w celu ponownego wykorzystania

  8. Z porem związana jest peptydazą sygnałowa – enzym przecinający łańcuch polipeptydowy, która odcina peptyd sygnałowy

  9. W świetle retikulum dochodzi do fałdowania się białek przy udziale innych białek tzw. cha peronów.

  10. Przeniesienie białek pomiędzy retikulum a AG odbywa się za pomocą małych przedziałów – tzw. pęcherzyków transportujących

  11. Pęcherzyki te odpoczkowują z przedziałów wyjściowych i ulegają fuzji z przedziałami docelowymi


Wyszukiwarka