Opracowania.pl PLUS:
Zaloguj się żeby dostać więcej

Realizacja informacji genetycznej - Etap 2. Translacja

Etap ten polega na „przetłumaczeniu” zakodowanej w nukleotydach informacji na język aminokwasów i zsyntetyzowaniu odpowiedniej cząsteczki białka. Zachodzi w cytoplazmie, więc mRNA musi wcześniej opuścić jądro (przechodzi przez pory w otoczce jądrowej). W biosyntezę białka bezpośrednio zaangażowane są rybosomy - drobne struktury komórkowe, występujące luźno w cytoplazmie lub związane z siateczką wewnątrzplazmatyczną. Zbudowane są z dwóch podjednostek - większej i mniejszej.

Translacja to synteza białka na podstawie informacji zawartej w mRNA.

Poza rybosomami ważnym elementem biorącym udział w procesie jest transportowy RNA. Jest to nieduża cząsteczka o bardzo charakterystycznym kształcie (w niektórych podręcznikach można spotkać porównanie do liścia koniczyny). W jej obrębie znajdują się dwa bardzo ważne miejsca:

- miejsce przyłączenia aminokwasu znajdujące się na wolnej końcówce

- antykodon znajdujący się w środkowej pętli. Jest to określona sekwencja trzech nukleotydów, różna u różnych tRNA. Ważne jest to, że rodzaj antykodonu decyduje o tym jaki aminokwas zostanie przyłączony - każdy rodzaj tRNA nosi tylko jeden aminokwas!

Plan budowy tRNA. Miejsce przyłączenia aminokwasów.

Podsumowując, do syntezy białka potrzeba:

- przepisu jak go zrobić - jest nim skopiowany gen w postaci mRNA

- surowca - czyli aminkwasów. Te „przyprowadzane” są przez odpowiednie rodzaje tRNA

- urządzenia do produkcji - czyli rybosomów

- energii i odpowiednich enzymów.

Przebieg procesu

1. Początek, czyli inicjacja translacji to złożenie tzw. maszyny translacyjnej:

a) mała podjednostka rybosomu przyłącza początek nici mRNA oraz strartowy tRNA. Jest to tRNA niosący metioninę (to nazwa aminokwasu) i mający antykodon UAC. mRNA i tRNA ustawiają się w taki sposób, że naprzeciwko antykodonu tRNA (UAC) znajduje się komplementarny doń kodon mRNA. Łatwo domyślić się, że kodon ten to AUG - nazywany kodonem startowym i sygnalizujący początek genu (transkrypcja obejmowała trochę dłuższy odcinek i zaczynała się trochę przed genem, czyli w promotorze);

b) na końcu dołącza się duża podjednostka rybosomu.

Złożenie maszyny translacyjnej - zakończenie inicjacji translacji. Mała podjednostka rybosomu, tRNA, aminokwas, metionina, met, duża podjednostka rybosomu, antykodon, mRNA, kodon startowy.

2. Dalszy etap to synteza łańcucha aminokwasów, czyli elongacja.

a) W rybosomie znajdują się miejsca na dwa tRNA - jedno jest więc w tej chwili wolne. W to wolne miejsce wchodzi tRNA niosący kolejny aminokwas (na naszym schemacie jest to alanina, ale może być każdy inny). Warunek: jego antykodon musi być komplementarny do kodonu znajdującego się za AUG. Ustawienie się drugiego tRNA obok pierwszego zbliża do siebie aminokwasy, pomiędzy którymi wytwarza się wiązanie peptydowe.

Elongacja. mRNA, Met, Ala, wiązanie peptydowe.

b) Kompleks tRNA-metionina rozpada się. Uwolniony tRNA wraca do cytoplazmy, a na jego miejsce wchodzi tRNA obecny obok w rybosomie (czyli w naszym przypadku ten, który przyniósł alaninę). Razem z nim przesuwa się cała nić mRNA i w obrębie rybosomu pojawia się nowy wolny kodon, a naprzeciw niego wolne miejsce dla nowego tRNA.

Elongacja. Uwolniony tRNA wraca do cytoplazmy, aby znów przyprowadzić aminokwas. Met, Ala, Liz, mRNA. Kolejny tRNA niosący aminokwas zajmie wolne miejsce w rybosomie.

c) W wolne miejsce wchodzi następny tRNA, oczywiście pod warunkiem, że jego antykodon pasuje do kodonu (w naszym przypadku jest to lizyna) i cały cykl powtarza się od początku.

Podsumowując: elongacja polega na powtarzającym się cyklu wydarzeń:

- wejściu tRNA w wolne miejsce do rybosomu i związaniu jego antykodonu z kodonem na mRNA

- wytworzeniu wiązania peptydowego między dwoma sąsiednimi aminokwasami

- oddzieleniu się wcześniej przybyłego tRNA od aminokwasu i jego powrotu do cytoplazmy

- przesunięciu się świeżo przybyłego tRNA na miejsce starego wraz z nicią mRNA i zwolnienie miejsca dla następnego tRNA niosącego aminokwas.

3. Zakończenie translacji, czyli terminacja.

W momencie, gdy na nici mRNA pojawi się jeden z trzech kodonów nonsensownych (inaczej nazywane są one kodonami STOP) następuje zakończenie procesu syntezy białka. Do kodonów nonsensownych nie pasują żadne antykodony (nie ma tRNA o odpowiednich antykodonach). Następuje wtedy odłączenie łańcucha aminokwasów i rozpad rybosomu na podjednostki.

Synteza białka. Kodon nonsensowny - gdy dojdzie do wolnego miejsca w rybosomie, translacja zakończy się. Łańcuch aminokwasów. mRNA.

4. Otrzymany polipeptyd (= łańcuch aminokwasów) nie jest jeszcze gotową cząsteczką białka (znowu mamy do czynienia z produktem w stanie surowym, wymagającym wykończenia). Dalsze przekształcenia polegają na wycięciu niektórych fragmentów łańcucha (zwłaszcza początkowego fragmentu - nie wszystkie białka zaczynają się przecież od metioniny), dołączeniu innych cząsteczek (np. glukozy lub reszty kwasu fosforowego) i odpowiednim zwinięciu łańcucha. Dopiero po tych procesach zwanych obróbką potranskrypcyjną otrzymujemy gotowe białko.

Translacja rozpoczyna się od kodonu startowego AUG i kończy na kodonie STOP.

Aminokwasy, przyprowadzane przez tRNA, ustawiane są w kolejności zgodnej z wyznaczającymi je kodonami na mRNA. Jest to możliwe dzięki dopasowywaniu się antykodonów tRNA do kodonów na mRNA.

Wybierz szkołę

Szkoła