Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

2.8: Переклад мРНК

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    7584

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Як код, що міститься в мРНК, перекладається в білок?

    Структура і функції переносної РНК

    • ТРНК мають дві функції:
      1. Хімічно зв'язуватися з певною амінокислотою (ковалентною)
      2. Розпізнати специфічний кодон у мРНК (нековалентний), щоб його приєднана амінокислота могла бути додана до зростаючого пептидного ланцюга

    Аміно-ацильні тРНК-синтетази

    • Функція полягає в тому, щоб «зарядити» молекули тРНК; тобто хімічно зв'язувати певну амінокислоту з асоційованою молекулою тРНК.
    Амінокислоти
    Аміно-ацильні тРНК-синтетази
    ТРНК
    Кодони
    20
    20
    30-40 (прокаріоти)
    50 (еукаріоти)
    61
    (3 стоп-кодони)

    Висновки:

    1. На амінокислоту припадає одна аміноацилттетаза тРНК (вони досить специфічні).
    2. Існує потенційно більше однієї тРНК на амінокислоту.
    Тому аміноацильні тРНК синтетази повинні вміти розпізнавати більше однієї тРНК.
    1. Потенційно існує більше одного кодону на тРНК.
    Тому кожна тРНК повинна вміти розпізнавати більше одного кодону (немає унікальної тРНК для кожного кодону).

    Структура тРНК

    • 70-80 нуклеотидів довгих
    • Сформувати ряд вторинних структур штока/петлі
    • ТРНК синтезуються зі стандартними базами AGCU. Однак після синтезу можуть бути модифіковані кілька основ:
      1. Уридилат може бути метильованим для отримання тимідилату
      2. Уридилат може бути перебудований для отримання псевдоридилату (тобто рибози, прикріпленої до вуглецю 5 замість азоту 1).
      3. Гуанідилат може бути метильований в різних положеннях.
    • Амінокислота приєднується на 3' кінці тРНК або до 2' гідроксилу або 3' гідроксилу.
      1. Аміноацильні тРНК синтетази класу I приєднують асоційовані амінокислоти до гідроксилу тРНК 2' (ПРИМІТКА: зазвичай гідрофобні амінокислоти)
      2. Аміноацильні тРНК синтетази класу II приєднують асоційовані амінокислоти до гідроксилу тРНК 3' (ПРИМІТКА: зазвичай гідрофільні амінокислоти)

    Скріншот (273) .png

    Малюнок 2.8.1: тРНК

    • Якщо ідеальне сполучення бази Watson-Crick було потрібно на кодоні/анти-кодон триплет, то 61 різних тРНК буде потрібно.
    • Ми знаємо, що це не так, тому один антикодон тРНК повинен бути в змозі розпізнати кілька різних трійок кодонів мРНК.
    • Це більше розпізнавання тРНК можливо завдяки «коливанню» взаємодії базової пари на третій основі в кодоні/першій базі в антикодоні:

    Скріншот (274) .png

    Малюнок 2.8.2: Хитання кодону

    Можливі «коливання» кодонової основи спарювання (крім Watson-Crick):

    1. У - Г
    2. I - С
    3. Я - А
    4. Я - У
    • Де U, G, A і C можуть бути або в кодоні (мРНК), або антикодоні (тРНК)
    • I (інозин) можна знайти в антикодоні.
    Наприклад, кодони UUU і UUC обидва визнаються тРНК, який має GAA в антикодоновому положенні (роблячи або G - C, або G - U базові пари).

    Розпізнавання амінокислот аміноацильними тРНК синтетазами

    • Здається, включає не тільки антикодоновий триплет, але і значні інші контакти (в основному за участю акцепторної області стовбура).

    Рибосоми

    • МРНК з її закодованою інформацією та окремі тРНК, завантажені їх амінокислотами, об'єднані взаємною спорідненістю до комплексу РНК-білків, який називається рибосомою.
    • Швидкість синтезу білка рибосомою становить приблизно 3-5 амінокислот/хв.
      • Наприклад, великий білок (наприклад, Титин, 30 000 амінокислот) займає 2-3 години, щоб зробити.
    • Рибосоми складаються з окремих молекул рибосомальної РНК (рРНК) та понад 50 допоміжних білків із загальною прокаріотичною організацією малої субодиниці (30S) та великої субодиниці (50S).

    Переклад мРНК на білки

    • Синтез білка зазвичай розглядається в три етапи:
    1. Ініціація
    2. Подовження
    3. Припинення

    AUG - сигнал ініціації в мРНК

    • Першою подією стадії ініціації є приєднання вільної молекули метіоніну (Met) до кінця тРНК Met специфічною аміноацил-тРНК синтетазою.
    • Існує щонайменше два типи тРНК Мет:
      1. тРНК і Мет: може ініціювати синтез білка (в AUG з кодоном)
      2. ТРНК Мет: може включати залишки Met під час безперервного синтезу білка (в AUG з кодоном)
    • Метіонін тРНК синтетаза приєднує метіонін до обох молекул тРНК.
    • Тільки метіоніл-тРНК і Мет може зв'язуватися з невеликою рибосомальною субодиницею, щоб почати процес синтезу білка.
      • У бактерій формується аміногрупа метіоніну в метіонілтРНК і Мет.
      • Met-tRNA i Met, разом з білково-GTP-комплексом і малою (30S) рибосомальною субодиницею зв'язуються з мРНК у певному місці, поблизу кодону ініціації AUG.

    Ініціювання синтезу білка

    • У більшості прокаріотів компонент РНК (16S рРНК) у малій субодиниці рРНК (30S) розпізнає і гібридизує до певної послідовності на мРНК, яка називається послідовністю Шина-Далгарно:
    мРНК 5' - UAAGGAGG - (5-10 нуклеотидів) - 3 серпня '
    16S рРНК ОН-АУККУКК - (~ 1400 нуклеотидів) -5'
    • Таким чином, послідовність Shine-Dalgarno є місцем зв'язування рибосом, який необхідний для початку перекладу.
      • Зверніть увагу, що рибосома зв'язується не при стартовому кодоні AUG, а 5-10 нуклеотидів вище за течією.
      • Послідовність Shine-Dalgarno може бути розташована в будь-якому місці в межах мРНК.
    • Для формування комплексу ініціації 30S необхідна низка факторів ініціації, мет-тРНК i Met, мРНК і 30S (тобто компонент 16S) рибосомної субодиниці.
    • Велика (50S рРНК) рРНК зв'язується разом з вивільненням факторів ініціації 1 і 2 та гідролізом GTP, утворюючи комплекс ініціації 70S:

    Скріншот (275) .png

    Малюнок 2.8.3: Комплекси ініціації

    Подовження

    1. У першій частині етапу подовження трансляції рибосома рухається вздовж мРНК, щоб позиціонувати залишок fMet до ділянки P (пептидильного сайту) у субодиниці 50S.
      • Це дозволяє розташувати другий кодон мРНК в місці А (сайт аміноацил тРНК).
    2. Відповідна заряджена тРНК (з амінокислотою), задана другим кодоном, позиціонується в ділянці A субодиниці 50S.
    3. Наступне утворення пептидних зв'язків синтезується і тРНК в ділянці А (який ковалентно прикріплений до зароджується поліпептиду) транслокується на ділянку Р.
      • Цей процес вимагає ГТП і білка фактора подовження G (прокаріоти).
    4. Процес повторюється.

    Припинення

    1. При досягненні стоп-кодону поліпептид гідролізується подалі від останньої тРНК.
      • Пептид вивільняється і рибосома зазвичай дисоціює.
      • Цей процес вимагає GTP та трьох різних факторів припинення (TF; лише один необхідний у еукаріотів)