Μετάφραση
Πρωτεϊνοσύνθεση Μετάφραση - Translation Διαδικασία κατά την οποία η γενετική πληροφορία μετατρέπεται σε λειτουργικά μόρια, τις πρωτεΐνες. Μετα-μεταφραστικές τροποποιήσεις Post-translational modifications
Γιατί μετάφραση? Γλώσσα βάσεων 3:1 Γλώσσα αμινοξέων A Y M V D S W T F N E L R G K Q I H C P
Πρωτεΐνες Γενική δομή αμινοξέων
Πρωταγωνιστές Το μήνυμα RNA (messenger RNA - mrna) Το μεταφορικό RNA (transfer RNA - trna) Το ριβόσωμα
Διαδικασία της μετάφρασης
Μήνυμα RNA Το μήνυμα RNA (mrna) είναι ένα ενδιάμεσο βιομόριο, που μεταφέρει τη γενετική πληροφορία από το DNA που βρίσκεται στο πυρήνα στα σημεία που γίνεται η σύνθεση των πρωτεϊνών από τα ριβοσώματα.
mrna
Γενετικός κώδικας
Μεταφορικό RNA Μονόκλωνη αλυσίδα από 73-95 βάσεις Περιέχει πολλές τροποποιημένες βάσεις 3 άκρο τελειώνει σε CCA, σύνδεση αμινοξέος στην A 5 άκρο φωσφορυλιωμένη G 50% νουκλεοτιδίων σχηματίζουν διπλή έλικα 40-50 trnas σε ευκαρυωτικούς
Δομή trna
Ωρίμανση trna
Wobble theory
Ριβόσωμα
Προκαρυωτικό ριβόσωμα Αποτελείται από 3 rrna και ~50 πρωτεΐνες Μέγεθος 70S και μάζα ~2.5 εκατομμύρια Da Μεγάλη υπομονάδα 50S - rrna 23S και 5S Μικρή υπομονάδα 30S - rrna 16S
Ευκαρυωτικό ριβόσωμα Αποτελείται από 4 rrna και ~80 πρωτεΐνες Μέγεθος 80S και μάζα ~4 εκατομμύρια Da Μεγάλη υπομονάδα 60S - rrna 28S, 5.8S και 5S Μικρή υπομονάδα 40S - rrna 18S
Προκαρυωτικά Vs Ευκαρυωτικά
Ισορροπία [Mg2+] [Mg2+]
Δομή ριβοσώματος Ada E. Yonath Venkatraman Ramakrishnan Thomas A. Steitz Nobel prize 2009 For studies of the structure and function of the ribosome.
Τοποθεσία ριβοσωμάτων Ριβοσώματα ΕΔ Κυτοσόλιο Ενδοπλασματικό δίκτυο Ελεύθερα ριβοσώματα Δεσμευμένα ριβοσώματα Μεγάλη υπομονάδα 0.5 μm Εικόνα από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο διέλευσης Μικρή υπομονάδα
Στάδια της μετάφρασης Ενεργοποίηση του αμινοξέος (amino acid activation) Έναρξη (initiation) Επιμήκυνση (elongation) Λήξη (termination)
Ενεργοποίηση του αμινοξέος
Έναρξη μετάφρασης Η μικρή υπομονάδα 30S προσδένεται στη θέση έναρξης του mrna. Ο αντικωδικός του ειδικού trna έναρξης ζευγαρώνει με το κωδικό έναρξης AUG. Σύνδεση της μεγάλης υπομονάδας 50S και σχηματισμός λειτουργικού ριβοσώματος. Απαιτούνται παράγοντες έναρξης IF (initiation factors).
Αλληλουχία Shine-Delgarno Βρίσκεται στο mrna περίπου 7 βάσεις πριν το κωδικό έναρξης και ζευγαρώνει με μέρος του 16S rrna.
Φορμυλιωμένη Met
Έναρξη
Δημιουργία του συμπλόκου 30S-mRNA με τη βοήθεια του παράγοντα IF3. Ο παράγοντας IF2 οδηγεί το fmet-trnaf στη θέση P όπου βρίσκεται ο κωδικός έναρξης. Πρόσδεση του IF1 και GTP. Απελευθέρωση του IF3 δίνει το πλήρες σύμπλοκο έναρξης. Η 50S υπομονάδα προσδένεται λόγω της υδρόλυσης του GTP και απελευθέρωσης των παραγόντων έναρξης.
Ευκαρυωτικοί Η 40S υπομονάδα προσδένεται στο 5 cap άκρο και σαρώνει το mrna ώσπου να βρει το κωδικό AUG. Στο κωδικό έναρξης προσδένεται ένα ειδικό trnai που φέρει Μεθειονίνη. Συμμετέχουν πολλοί παράγοντες (eifs). Καταναλώνεται ATP και GTP.
Βιντεο Initiation Prokaryotic Βιντεο Initiation Eukaryotic
Επιμήκυνση Φάση 1: Αναγνώριση του κωδικού Φάση 2: Σχηματισμός πεπτιδικού δεσμού Φάση 3: Μετάθεση
Αναγνώριση του κωδικού Στη θέση Α εισέρχεται ένα αμινοάκυλο-trna με τη βοήθεια του παράγοντα EF-Tu ο οποίος είναι συνδεδεμένος με ένα μόριο GTP. Σωστό ζευγάρωμα κωδικού και αντικωδικού οδηγεί στην υδρόλυση του GTP από τον EF-Tu και απελευθέρωση τους. Ο παράγοντας EF-Ts επαναφορτίζει τον EF-Tu με GTP.
Σχηματισμός πεπτιδικού δεσμού Σχηματισμός πεπτιδικού δεσμού ανάμεσα στην αμινομάδα του νέου αμινοξέος και της καρβοξυλομάδας του αυξανόμενου πολύπεπτίδιου. Για την αντίδραση αυτή είναι υπεύθυνο το rrna της μεγάλης υπομονάδας. Έτσι έχουμε αυξηση της πολυπεπτιδικής αλυσίδας κατά ένα αμινοξύ και μεταφορά της στο trna που βρίσκεται στη θέση A.
Μετάθεση Γίνεται μεταφορά του πεπτιδυλο-trna από τη θέση A στη θέση P και του αποφορτισμένου trna από τη θέση P στη θέση E και απελευθέρωση του. Η θέση Α είναι πλέον ελεύθερη για να δεχθεί το επόμενο αμινοάκυλο-trna. Η διαδικασία αυτή απαιτεί τη παρουσία του παράγοντα EF-G και την υδρόλυση GTP.
Τερματισμός Κωδικοί λήξης: UAA, UGA, UAG Αναγνώριση από τους παράγοντες απελευθέρωσης release factors, RF1 και RF2. Υδρόλυση του δεσμού ανάμεσα στην πολυπεπτιδική αλυσίδα και το trna από τη πεπτιδυλική τρανσφεράση. Αποχωρισμός ριβοσωμικών υπομονάδων με υδρόλυση GTP.
Βιντεο mrna Translation Βιντεο Translation (eu) Βιντεο Translation (pro+fs) Super Mario
Πολυσώματα
Αδρό ενδοπλασματικό δίκτυο
Δίπλωμα της πρωτεΐνης
Αναστολείς πρωτεϊνοσύνθεσης
Antibiotics Targeting Ribosomes: Prof. Ada Yonath, Nobel Prize in Chemistry 2009
Τετρακυκλίνη Η τετρακυκλίνη δεσμεύεται στην 30S υπομονάδα και εμποδίζει τη πρόσδεση του αμινοάκυλο-trna.
Στρεπτομυκίνη Δεσμεύεται στο 16S rrna της 30S υπομονάδας και εμποδίζει τη πρόσδεση του fmet-trnaf. Οδηγεί σε λαθος ανάγνωση του mrna και σε αναστολή της μετάφρασης.
Χλωραμφαινικόλη Δεσμεύεται στο 23S rrna της 50S υπομονάδας και εμποδίζει τη δημιουργία του πεπτιδικού δεσμού, αναστέλοντας τη δράση της πεπτιδιλικής τρανσφεράσης.
Κυκλοεξιμίδιο Εμποδίζει τη φάση της μετάθεσης και επομένως αναστέλει την επιμήκυνση.