Основно съдържание
Курс: Биологична библиотека > Раздел 18
Урок 3: ТранслацияПреглед на транслацията
Класна стая на GoogleКак нуклеотидната последователност на иРНК се транслира в аминокиселинната последователност на полипептид (протеин).
Въведение
Отдели момент да погледнеш ръцете си. Костите, кожата и мускулите, които виждаш, са изградени от клетки. И всяка от тези клетки съдържа много милиони протеини
Как се синтезират тези протеини в клетките? Първо инструкциите за производството на протеини са "записани" в клетъчната ДНК под формата на гени. Ако тази идея е нова за теб, може да искаш да видиш раздела за ДНК до РНК, до протеин (централната догма на биологията), преди да навлезеш в подробностите за изграждането на протеини.
По същество, един ген се използва за изграждане на протеин в двустъпков процес:
- Стъпка 1: транскрипция! Тук ДНК последователността на един ген бива "презаписана" във вид на РНК. При еукариоти като теб и мен РНК се преработва (и често няколко части от нея се отрязват), за да се получи крайният продукт, наречен информационна РНК, или иРНК.
- Стъпка 2: транслация! В този етап иРНК бива "декодирана", за да се изгради протеин (или част/субединица на протеин), който съдържа специфична последователност аминокиселини.
В тази статия ще разгледаме транслацията, преглеждайки процеса и молекулите, които го извършват.
Генетичният код
По време на транслация една клетка "разчита" информацията в информационна РНК (иРНК) и я използва, за да изгради протеин. Всъщност, за да сме малко по-технични, иРНК не винаги кодира – предоставя инструкции за – цял протеин. По-скоро тя винаги кодира полипептид, или верига аминокиселини.
В иРНК инструкциите за изграждане на полипептид са РНК нуклеотиди (А, У, Ц и Г), които се разчитат в групи от три. Тези групи от три нуклеотида се наричат кодони.
Има
Има още три кодона, които не специфицират аминокиселини. Това са стоп кодоните УАА, УАГ и УГА, които казват на клетката кога един полипептид е завършен. Съвкупността от тези връзки между кодони и аминокиселини се нарича генетичен код, понеже позволява на клетките "да декодират" иРНК във верига аминокиселини.
Преглед на транслацията
Как иРНК бива "разчетена", за да изгради полипептид? Ключовите участници в транслацията са транспортните РНК-и (тРНК-и) и рибозомите.
Транспортни РНК-и (тРНК-и)
Транспортните РНК-и, или тРНК-и, са молекулярни "мостове", които свързват иРНК кодоните с аминокиселините, които те кодират.
Единият край на всяка тРНК има последователност от три нуклеотида, наречена антикодон, която може да се прикрепи към специфичния иРНК кодон. Другият край на тРНК носи аминокиселината, специфицирана от кодоните.
Има много различни видове тРНК-и. Всеки вид разчита един или няколко кодона и носи точната аминокиселина, съответстваща на тези кодони.
Рибозоми
Рибозомите са структурите, в които се изграждат полипептидите (протеините). Самите те са изградени от протеин и РНК (рибозомна РНК, или рРНК). Всяка рибозома има две субединици, голяма и малка, които се свързват около иРНК – като двете половинки на хлебчета за хамбургер, свързващи се около плънката.
Рибозомата съдържа набор от удобни места, където тРНК-и могат да намерят съвпадащите с тях кодони на иРНК матрицата и да доставят своите аминокиселини. Тези места се наричат А, Р и Е места. Освен това рибозомата действа и като ензим, катализирайки химичната реакция, която свързва аминокиселините помежду им, за да се изгради полипетидната верига.
Искаш да научиш повече за структурата и функцията на тРНК-и и рибозомите? Виж статията тРНК и рибозоми!
Стъпки на транслацията
Клетките ти изграждат нови протеини всяка секунда от деня. И всеки от тези протеини трябва да съдържа правилния набор от аминокиселини, свързани в правилния ред. Това може да звучи като сложна задача, но, за щастие, клетките ти (заедно с тези на други животни, растения и бактерии) могат да свършат тази работа.
За да видим как клетките произвеждат протеини, нека разделим транслацията на три етапа: инициация (започване), елонгация (добавяне към протеиновата верига) и терминация (приключване).
Започване: Инициация
При инициацията рибозомата се "инсталира" около иРНК, която ще бъде разчитана, и първата тРНК (носеща аминокиселината метионин, която съвпада с началния кодон, АУГ). Тази постановка, наречена комплекс на инициация, е необходима, за да започне транслацията.
Удължаване на веригата: Елонгация
Елонгация е етапът, в който полипептидната верига става по-дълга. При елонгацията иРНК се разчита кодон по кодон и аминокиселината, съвпадаща с всеки кодон, се добавя към нарастваща полипептидна верига.
Всеки път се разкрива нов кодон:
- Носещата съответния антикодон тРНК се свързва към кодона
- Съществуващата аминокиселинна верига (полипептид) се свързва с носената от тРНК аминокиселина чрез химична реакция
- иРНК се премества с един кодон по рибозомата, разкривайки нов кодон за разчитане
По време на елонгация тРНК-и преминават през А, Р и Е местата на рибозомата, както е показано по-горе. Този процес се повтаря много пъти, при което се разчитат нови кодони и се добавят нови аминокиселини към веригата.
За повече детайли за стъпките на елонгацията виж статията за етапи на транслация.
Приключване: Терминация
Терминация е етапът, в който завършената полипептидна верига бива освободена. Започва когато стоп кодон (УАГ, УАА или УГА) навлезе в рибозомата, задействайки поредица от събития, които разделят веригата от нейната тРНК и ѝ позволяват да излезе от рибозомата.
След терминация полипептидът може пак да трябва да се нагъне в правилната триизмерна форма, да премине обработка (като премахването на аминокиселини, да бъде пренесен в правилното място в клетката или да се комбинира с други полипептиди, преди да може да свърши работата си като функционален протеин.
Искаш ли да се присъединиш към разговора?
Все още няма публикации.