7.7: Переклад

Джерело: BiochemFFA_7_6.pdf. Весь підручник доступний безкоштовно від авторів за адресою http://biochem.science.oregonstate.edu/content/biochemistry-free-and-easy

Переклад - це процес, за допомогою якого інформація в мРНК використовується для направлення синтезу білків. Як ви дізналися у вступній біології, в еукаріотичних клітині цей процес здійснюється в цитоплазмі клітини, великими РНК-білковими машинами, званими рибосомами. Рибосоми містять рибосомну РНК (рРНК) і білки. Білки і рРНК організовані в дві субодиниці, велику і малу. Рибосоми функціонують шляхом зв'язування з мРНК і утримуючи їх таким чином, що дозволяє амінокислотам, закодованим РНК, приєднуватися послідовно, утворюючи поліпептид. Переносні РНК є носіями відповідних амінокислот до рибосоми.

Генетичний код

Ми говоримо про гени (тобто ДНК), що кодують білки, і центральну догму, яка стверджує, що ДНК робить РНК білок. Що це насправді означає? Код можна розглядати як систему зберігання або передачі інформації. Знайомим прикладом є використання букв для представлення назв аеропортів (наприклад, PDX для Портленда, Орегону та ORD для Чикаго О'Хара). Коли на бирці на вашому багажі відображається PDX як пункт призначення, він передає інформацію про те, що ваш багаж повинен бути відправлений до Портленда, штат Орегон. Щоб функціонувати добре, така установка повинна мати унікальні ідентифікатори для кожного аеропорту та людей, які можуть правильно декодувати ідентифікатори. Тобто PDX повинен стояти тільки за Портленд, Орегон і жоден інший аеропорт. Крім того, обробники багажу повинні вміти правильно розпізнати, що означає PDX, щоб ваш багаж не приземлився у Феніксі, замість цього.

Як це пов'язано з генами та білками, які вони кодують?

Гени спочатку транскрибуються в мРНК, як ми вже обговорювали. Послідовність мРНК, скопійована з гена, безпосередньо визначає послідовність амінокислот в білку, який він кодує. Кожна амінокислота в білку визначається послідовністю з 3 основ, званих кодоном в мРНК (рис. 7.81). Наприклад, амінокислота триптофан кодується послідовністю UGG на мРНК. Всі двадцять амінокислот, що використовуються для побудови білків, також мають 3-базові послідовності, які кодують їх.

Виродження

З огляду на, що в РНК є 4 підстави, кількість різних 3-базових комбінацій, які можливі, становить 43, або 64. Є, однак, тільки 20 амінокислот, які використовуються для побудови білків в клітині. Така невідповідність кількості можливих кодонів і фактичної кількості амінокислот, які вони вказують, пояснюється тим, що одна і та ж амінокислота може бути вказана більш ніж одним кодоном. Насправді, за винятком амінокислот метіоніну і триптофану, всі інші амінокислоти кодуються декількома кодонами. Кодони для однієї і тієї ж амінокислоти часто пов'язані, причому перші дві основи однакові, а третя - змінні. Прикладом можуть бути кодони для аланіну: GCU, GCA, GCC та GCG все це означає аланін. Такий вид надмірності в генетичному коді називається виродженням.

Зупинка і запуск кодонів

Три з 64 кодонів - це те, що відомі як припинення або зупинка кодонів, і, як випливає з їх назви, вказують на кінець послідовності кодування білка. Кодон метіоніну, AUG, використовується як ініціативний або початковий кодон для більшості білків. Ця геніальна система використовується для направлення збірки білка таким же чином, що ви можете зв'язати кольорові намистини в певному порядку, використовуючи інструкції, які використовували символи, такі як UGG для червоної намистини, а потім UUU для зеленої намистини, CAC для жовтого, і так далі, поки ви не прийшли в UGA, вказуючи, що ви слід припинити нанизати намистини.

Переклад коду

Хоча рибосоми - це буквально фабрики, які з'єднують амінокислоти разом, використовуючи інструкції в мРНК, інший клас молекул РНК, переносні РНК (ТРНК) також необхідні для перекладу (рис. 7.83 та Інтерактивний 7.1). Трансферні РНК - це невеликі молекули РНК, довжиною близько 75-90 нуклеотидів, які функціонують для «інтерпретації» інструкцій в мРНК під час синтезу білка. Трансферні РНК широко модифіковані після транскрипції і містять велику кількість незвичайних основ. Послідовності тРНК мають кілька самодоповнюючих областей, де однониткова тРНК складається на собі та парах основи, утворюючи те, що іноді описується як структура листя конюшини.

Ця структура має вирішальне значення для функції тРНК, забезпечуючи як ділянки для приєднання відповідної амінокислоти, так і для розпізнавання кодонів в мРНК. З точки зору аналогії з бісеру вище, хтось або щось повинен мати можливість принести червону намистину, коли в інструкції вказано UGG, і зелену намистину, коли в інструкції написано UUU. Це, значить, функція ТРНК. Вони повинні вміти доводити до рибосоми відповідну інструкції амінокислоту.

Специфічність Т-РНК

Дана трансферна РНК специфічна для конкретної амінокислоти. Він пов'язаний ковалентно на своєму 3' кінці з відповідною амінокислотою ферментом називається аміноацил тРНК синтетаза. Наприклад, існує трансферна РНК, специфічна для амінокислоти триптофану, і відповідна аміноацильна тРНК синтетаза, яка називається триптофаніл тРНК синтетаза, яка може приєднувати триптофан спеціально до цієї тРНК. Так само існує аміноацильна тРНК синтетаза, специфічна для кожної амінокислоти. Кажуть, що тРНК з приєднаною до нього амінокислотою заряджена (рис. 7.84). Пул заряджених тРНК необхідний для проведення синтезу білка. Як ці ТРНК, що несуть специфічні амінокислоти, допомагають рибосомі в нанизуванні правильних амінокислот, як зазначено послідовністю мРНК?

визнання кодонів

Як ми вже знаємо, амінокислотна послідовність білка визначається порядком кодонів в мРНК. Ми також зарядили ТРНК, що несуть різні амінокислоти.

Як амінокислоти приєднуються один до одного в порядку, зазначеному базовою послідовністю мРНК? Це вимагає розпізнавання кодонів на мРНК відповідними зарядженими ТРНК. Амінокислота триптофан, як ми відзначили, уточнюється кодоном UGG в мРНК. Цей кодон повинен бути визнаний тРНК, зарядженої триптофаном. Кожна тРНК має послідовність 3 основи, антикодон, що доповнює кодон для амінокислоти, яку він несе. Коли тРНК стикається з кодоном за його амінокислотою на месенджерної РНК, антикодон буде база-пара з кодоном. Для триптофану тРНК це те, як це виглядало б:

Послідовність триптофану кодону в мРНК:

5' УГГ 3'

Антикодонова послідовність в триптофану тРНК:

5' ККА 3'

Зверніть увагу, що послідовності обидва записуються, за угодою, у напрямку 5' до 3'. Для базової пари, однак, вони повинні бути орієнтовані в протилежних напрямках (анти-паралельно). Пара кодон-антикодон в антипаралельній орієнтації тоді буде:

5' УГГ 3'
3' АСС 5'

Базове сполучення антикодону на зарядженій тРНК з кодоном на мРНК - це те, що приносить правильні амінокислоти в рибосому, яку потрібно додати до зростаючого білкового ланцюга (рис. 7.85).

Виготовлення поліпептиду

Маючи уявлення про різні компоненти, необхідні для перекладу, і як вони працюють, тепер ми можемо поглянути на процес синтезу білка. Основні етапи процесу схожі у прокаріотів і еукаріотів. Як ми вже зазначали, рибосоми зв'язуються з мРНК і полегшують взаємодію між кодонами в мРНК і антикодонами на заряджених тРНК.

Рибосоми мають дві ділянки (P-сайт та A-сайт) для зв'язування та позиціонування заряджених ТРНК, тому кожен може утворювати базові пари між своїм антикодоном та кодоном з мРНК. Стартовий кодон (AUG) позиціонується в базовій парі з тРНК в р-сайті (сайт пептидилу). Далі заряджена тРНК, що доповнює прилеглий до стартового кодону кодон, зв'язується і займає А-сайт (аміноациловий сайт) в рибосомі (рис. 7.86).

У цей момент рибосома приєднується до амінокислот, що переносяться на кожній тРНК, утворюючи пептидний зв'язок. Зв'язок між амінокислотою і тРНК в р-сайті порушується і дипептид приєднується до тРНК на А-місці.

Ініціатор тРНК без його амінокислоти потім звільняється, переміщаючись в сайт, відомий як Exit або E-сайт, в той час як друга тРНК, що несе дипептид (і кодон, до якого він є основою в парі) рухається в р-сайт. А-сайт тепер готовий з новим кодоном для наступної вхідної зарядженої тРНК. Цей процес повторюється, при цьому рибосома рухається по мРНК по одному кодону за раз, поки стоп-кодон не досягне А-ділянки. У цей момент фактор вивільнення зв'язується на ділянці А і допомагає звільнити завершений поліпептид від рибосоми. Потім рибосома ще раз дисоціює на малу та велику субодиниці.

Три кроки

Розглянувши кроки перекладу більш широкими термінами, ми тепер можемо розглянути їх більш детально. Ми розглянемо три етапи перекладу (bel0w) індивідуально.

Ініціація (зв'язування рибосомальних субодиниць з розшифровкою і ініціатором тРНК)
Подовження (повторне додавання амінокислот до зростаючого поліпептиду, виходячи з послідовності мРНК - рис. 7.87)
Припинення (вивільнення завершеного поліпептиду і дисоціація рибосома в її субодиниці).

Ми вже знаємо, що оброблені мРНК відправляються з ядра в цитоплазму в еукаріотичні клітини, тоді як в прокаріотичних клітині транскрипція і трансляція відбуваються в єдиному клітинному відсіку. Малі та великі субодиниці рибосом, кожна з яких складається з характерних РРНК та білків, знаходяться в цитоплазмі і збираються на мРНК, утворюючи повні рибосоми, які здійснюють трансляцію. Як прокаріотичні, так і еукаріотичні рибосомні субодиниці складаються з однієї або декількох основних РРНК разом з великою кількістю рибосомних білків. Малі субодиниці прокаріотичних клітин називаються 30-х рибосомними субодиницями, тоді як їх аналогами у еукаріотів є субодиниці 40S. Великими рибосомальними субодиницями у прокаріотів є 50S субодиниці, тоді як у еукаріотичних клітинок - 60S. Ці відмінності відображають більшу масу еукаріотичних рибосом. Компоненти рРНК рибосом важливі для розпізнавання 5' кінця мРНК, а також відіграють каталітичну роль у формуванні пептидних зв'язків.

Ініціація

РНК Messenger мають некодуючі послідовності як на своїх 5', так і на 3' кінцях, з фактичною областю кодування білка затиснута між цими неперекладеними регіонами (називається 5' UTR і 3' UTR відповідно). Рибосома повинна вміти розпізнавати 5' кінець мРНК і зв'язуватися з ним, а потім визначити, де знаходиться початковий кодон. Важливо зазначити, що як у прокаріотів, так і у еукаріотів рибосоми збираються на 5' кінці стенограми шляхом поступового зв'язування малих і великих субодиниць. Мала субодиниця спочатку зв'язується з мРНК при певних послідовностях в 5' UTR. Потім велика субодиниця зв'язується з комплексом мРНК і малої субодиниці, утворюючи повну рибосому.

Ініціатор тРНК

Ініціація також вимагає зв'язування першої тРНК з рибосомою. Як ми вже зазначали раніше, ініціатором або початковим кодоном зазвичай є AUG, який кодує амінокислоту метіонін. Таким чином, ініціатором тРНК є той, який несе метіонін і позначається як ТрНамет або Метіоніл ТрНамет. У бактерій метіонін на ініціаторі тРНК модифікується додаванням формульної групи, і позначається trNaFmet. Ініціатор тРНК, що несе метіонін до AUG, відрізняється від тРНК, які несуть метіонін, призначений для інших позицій в білках. В якості такого ініціатора тРНК іноді називають ТРНАМет.

Прокаріотична ініціація

У прокаріотів 5' кінець мРНК є єдиним вільним кінцем доступним, оскільки транскрипція щільно пов'язана з перекладом, і вся мРНК не транскрибується до початку перекладу. Тим не менш, рибосома повинна бути правильно розташована на 5' кінці месенджерної РНК, щоб ініціювати переклад. Як рибосома «знає», де саме зв'язуватися в 5'UTR мРНК?

Послідовність блиску Далгарно

Дослідження послідовностей вище за течією початкового кодону в прокаріотичних мРНК показує, що перед початковим кодоном існує коротка, багата пурином послідовність, яка має вирішальне значення для розпізнавання та зв'язування малою рибосомальною субодиницею (рис. 7.89). Ця послідовність, звана послідовністю Шина-Далгарно, доповнює розтягнення піримідинів на 3' кінці 16S рРНК компонента малої рибосомальної субодиниці (рис. 7.90). Базове сполучення між цими комплементарними послідовностями позиціонує малу рибосомальну субодиницю в потрібному місці на мРНК, з початковим кодоном AUG на P-місці.

фактори ініціації

Зв'язування малої рибосомальної субодиниці з мРНК вимагає допомоги трьох білкових факторів, які називаються факторами ініціації 1, 2 і 3 (IF1, IF2, IF3). Ці білки, які пов'язані з малою рибосомальної субодиницею, необхідні для її зв'язування з мРНК, але дисоціюють від неї при зв'язуванні рибосомної субодиниці 50S. З цих білків IF3 важливий для зв'язування малої субодиниці з мРНК, тоді як IF2 бере участь в доведенні ініціатора тРНК до часткового р-сайту малої рибосомальної субодиниці. IF1 займає А-сайт, запобігаючи зв'язуванню тРНК ініціатора на цьому місці.

Після того, як мала рибосомальна субодиниця пов'язана з мРНК і ініціатор тРНК позиціонується на р-ділянці, набирається велика рибосомальна субодиниця і формується комплекс ініціації. Зв'язування рибосомної субодиниці 50S супроводжується дисоціацією всіх трьох факторів ініціації. Видалення IF1 з А-ділянки на рибосомі звільняє ділянку для зв'язування зарядженої тРНК, відповідної другому кодону (рис. 7.91).

Еукаріотичне посвячення

У еукаріотів ініціація проходить за аналогічною схемою, хоча порядок подій та конкретні фактори ініціації різні.

Еукаріоти мають велику кількість ІФ, які відомі як ЕІФ (фактори ініціації еукаріотів). Ці фактори ініціації беруть участь в зв'язуванні ініціатора тРНК з малою субодиницею, а також в асоціації малої субодиниці з мРНК і подальшого приєднання великої субодиниці.

збірка рибосоми

Збірка машини перекладу в еукаріот починається з прив'язки ініціатора тРНК до 40S (малої) субодиниці. Цей крок вимагає допомоги EiF2 та eiF3. Далі мала субодиниця з ініціатором тРНК зв'язується з 7-метильним G ковпачком на 5'кінці мРНК. Потім субодиниця 40S рухається вздовж мРНК, скануючи початковий кодон. Зв'язування рибосомальної субодиниці з мРНК залежить не просто від знаходження AUG, а від послідовностей, що оточують кодон.

Послідовності Козака

Конкретні послідовності, що оточують AUG, звані послідовностями Козака для вченого, який їх визначив, були необхідні для зв'язування субодиниці 40S, причому основи на рівні -4 та +1 щодо AUG є особливо важливими (рис. 7.92). Після того, як мала субодиниця правильно розташована, велика рибосомальна субодиниця (60S) зв'язується, утворюючи комплекс ініціації.

Подовження

Після того, як рибосома зібрана з ініціатором тРНК, розташованим на AUG в р-ділянці, може початися додавання подальших амінокислот. Як у прокаріотів, так і у еукаріотів подовження поліпептидного ланцюга вимагає допомоги факторів подовження. У бактерій зв'язування другої зарядженої тРНК на А-ділянці вимагає коефіцієнта подовження EF-Tu, комплексного з ГТП (рис. 7.93). Коли заряджена тРНК була завантажена на ділянці А, EF-Tu гідролізує ГТП до ВВП і дисоціює від рибосоми. Вільний EF-Tu може потім працювати з іншою зарядженою тРНК, щоб допомогти позиціонувати його на майданчику А (рис. 7.94), після обміну його ВВП на новий GTP.

Відповідний крок еукаріотичних клітин залежить від коефіцієнта подовження EEF1α.GTP. Після того, як P-сайт і A-сайт зайняті, метіонін, що переноситься тРНК в р-сайті, приєднується до амінокислоти, що переноситься тРНК в А-сайті, утворюючи пептидний зв'язок.

Реакція, яка приєднується до амінокислот, відбувається в центрі рибосомального пептидилтрансферази, що входить до складу великої рибосомальної субодиниці (рис. 7.95).

рибоцим

Цікаво, що є вагомі докази того, що ця реакція каталізується компонентами рРНК великої субодиниці, що робить утворення пептидних зв'язків прикладом активності ферментів РНК, або рибоцимів. Результатом активності пептидилтрансферази є те, що тРНК в А-сайті тепер має дві амінокислоти, прикріплені до нього, тоді як тРНК на р-сайті не має жодної. Ця «порожня» або деацильована тРНК переміщується в е-сайт на рибосомі, з якої вона може вийти. ТРНК в А-місці, потім переходить на зайняття звільненого P-сайту, залишаючи А-сайт відкритим для наступної вхідної зарядженої тРНК. Ще один фактор подовження, EF-G в комплексі з GTP, необхідний для транслокації рибосоми вздовж мРНК у бактерій, тоді як у еукаріотів цю роль відіграє EEf2.gTP. Повторні цикли цих кроків призводять до подовження поліпептиду на одну амінокислоту за цикл, до припинення або зупинки кодон знаходиться в А-місці.

Припинення

Коли стоп-кодон знаходиться в А-сайті, білки, які називаються факторами вивільнення (RF), необхідні для розпізнавання стоп-кодону та розщеплення та вивільнення новоспеченого поліпептиду. У бактерій RF1 є фактором вивільнення, який може розпізнати стоп-кодон UAG, тоді як RF2 розпізнає UGA. Як RF1, так і RF2 можуть розпізнавати UAA. Третій фактор вивільнення, RF3, працює з RF1 і RF2, щоб гідролізувати зв'язок між поліпептидом і кінцевою тРНК, щоб вивільнити знову синтезований білок. Далі слід дисоціація рибосомальних субодиниць від мРНК, закінчуючи процес трансляції.

Поліпептидна обробка

Що відбувається з новосинтезованим поліпептидом після його вивільнення з рибосоми? Як відомо, функціональні білки - це не просто рядки амінокислот. Поліпептид повинен правильно складатися, щоб виконувати свою функцію в клітині. Він також може зазнати різних модифікацій, таких як додавання фосфатних груп, цукрів, ліпідів тощо Деякі білки виробляються як неактивні попередники, які повинні бути розщеплені протеазами, щоб бути функціональними.

Додатковим викликом у клітин еукаріотів є наявність внутрішніх, обмежених мембранами відсіків. Кожен відсік містить різні білки з різними функціями. Але переважна більшість білків в еукаріотичних клітині виробляється рибосомами, вільними або мембранно пов'язаними, в цитоплазмі клітини (виняток становлять жменька білків, виготовлених в мітохондріях і хлоропластах).

Доставка

Тому кожен з тисяч білків, зроблених у цитоплазмі, повинен бути доставлений у відповідний клітинний відсік, в якому він функціонує. Деякі білки доставляються в місця призначення в розгорнутому стані і складаються всередині відсіку, в якому вони функціонують. Інші повністю складені і можуть бути модифіковані після перекладу, перш ніж вони будуть відправлені на їх клітинні (або позаклітинні) призначення.

Деякі білки доставляються, коли вони синтезуються (спільно трансляційно - див. Фільм 7.3), а інші сортуються до своїх відсіків після перекладу. Але, за винятком цитозольних білків, всі білки повинні перетинати мембранні бар'єри, через мембранні канали або інші «ворота», або шляхом транспортування всередині мембранних бульбашок, які зливаються з мембраною органели мішені для доставки їх вмісту.

Складання і посттрансляційні модифікації

Правильне складання білка в його тривимірну конформацію необхідно для того, щоб він ефективно функціонував. Як описано в попередньому розділі (ТУТ), на згортання білка значною мірою впливають гідрофобні взаємодії, які призводять до згортання білка таким чином, щоб розташувати гідрофобні залишки у внутрішній частині або ядрі білка, подалі від водного середовища клітини.

Правильне складання може також включати взаємодію областей поліпептиду, віддалених один від одного, так що ділянки N-кінцевої області поліпептиду можуть знаходитися в безпосередній близькості від частин С-кінця кінцевої складчастої молекули.

Однак, коли поліпептид виходить з рибосоми, N-кінцева область поліпептиду може почати складатися на собі, причому сусідні частини ланцюга взаємодіють невідповідними способами, перш ніж весь білок був зроблений. Це може призвести до неправильної згортання білка і, як наслідок, несправності. Щоб запобігти неправильному згортанню, клітини мають білкові шаперони, функція яких полягає в зв'язуванні та захисті областей поліпептидів, коли вони виходять з рибосоми, і утримувати їх від неправильної взаємодії один з одним або з іншими білками поблизу, поки вони не зможуть скласти свою правильну кінцеву форму (рис. 7.98 ). Крім того, існують класи шаперонів, які здатні секвестр білків таким чином, щоб дозволити розгортання та розгортання неправильно складених поліпептидів. Ці білки гарантують, що переважна більшість білків в клітині згортається в їх правильні, функціональні тривимірні форми.

Сортування білка

Процес, за допомогою якого білки ідентифікуються як належні до певного відсіку, а потім правильно доставляються до цього пункту призначення, відомий як сортування білка. Як клітина знає, куди слід відправити той чи інший білок?

Білки мають «адресні мітки» або сигнали сортування, які вказують, для якого стільникового відсіку вони призначені. Характерні сортувальні сигнали виявляються на білках, які відправляються в ядро, ЕР (рис. 7.99), мітохондріях і т.д.

Послідовності сигналів

Як виглядають ці сигнали сортування?
Більшість сортувальних сигналів (також званих послідовностями сигналів) є короткими відрізками амінокислотної послідовності (тобто вони є частиною амінокислотної послідовності білка). Різні стільникові відсіки мають різні «адресні мітки».

Послідовності сигналів можуть бути знайдені в N-термінальній або C-термінальній області білків, або вони можуть перебувати в амінокислотній послідовності білків. Однак розташування послідовності сигналів для будь-якого даного білка фіксоване. Сигнальні послідовності для білків, які будуть доставлені в ендоплазматичний ретикулум (ER), знайдені на N-кінці білка. Мітохондріальні та хлоропластові білки, кодовані ядерними генами, також мають N-кінцеві послідовності сигналів. Послідовності сигналів для ядерних білків, навпаки, є внутрішніми по відношенню до поліпептиду і можуть складатися з одного або декількох розтяжок амінокислот, які будуть відображатися на поверхні цих білків після їх складання.

Вільні та зв'язані мембранами рибосоми

Білки синтезуються рибосомами в цитоплазмі або тими, які асоціюються з мембранами тимчасово (мембранозв'язані рибосоми). Вільні рибосоми виробляють білки, призначені для ядра, а також ті, що йдуть в хлоропласти, мітохондрії та пероксисоми. Ядерні білки доставляються в згорнутому стані, в той час як білки хлоропласту і мітохондрій нитяться через транслокаційні канали в мембранах цих органел, які повинні бути згорнуті за призначенням.

Білки, призначені для ER, апарату Гольджі, лізосоми, а також ті, які повинні виділятися з клітини, спочатку доставляються в ЕР рибосомами, які асоціюються з мембраною грубої ER і синтезують білок безпосередньо в ЕР. Білки, що доставляються таким чином в просвіт ЕР, піддаються згортанню і модифікації в ЕР. Всі білки, що доставляються в ER, незалежно від їх кінцевого призначення, мають N-термінальну послідовність сигналу ER з 15-30 амінокислот.

Доставка білка в ендоплазматичну сітку

N-кінцева частина білка є першою частиною зароджується поліпептиду, що виходить з рибосоми (рис. 7.100). Послідовність амінокислот у цій області, якщо це сигнал ER, буде розпізнана і пов'язана комплексом рибонуклеопротеїнів, який називається частинкою розпізнавання сигналу (SRP). Прив'язка SRP до N-термінальної послідовності сигналів призводить до паузи перекладу. SRP, в свою чергу, пов'язаний рецептором SRP в мембрані ER (фільм 7.3 & Рис. 7.101), ефективно закріплюючи рибосому до мембрани.

Розташування рецепторів SRP поблизу мембранних каналів в ER позиціонує рибосому над транслокаційним каналом. Після того, як рибосома стикується над каналом, SRP випускає послідовність сигналу, яка протягується через канал, з її гідрофобними залишками, що взаємодіють з гідрофобною внутрішньою частиною мембрани. Переклад відновлюється в цей момент, і решта білка доставляється в просвіт ЕР у міру його виконання. Рибосома залишається пов'язаною з мембраною ER до завершення перекладу, і в цей момент вона дисоціює. Послідовність сигналу, яка більше не потрібна після доставки білка, відщеплюється мембраною асоційованою сигнальною пептидазою, вивільняючи завершений білок у просвіт ER.

У той час як розчинні білки доставляються в ЕР, інтегральні мембранні білки не проходять весь шлях, а, натомість, закріплені в мембрані ЕР гідрофобними послідовностями зупинки перенесення.

Складання і модифікація

Білки в просвіті ЕР згортаються за допомогою численних шаперонів, що мешкають в ендоплазматичної сітці. Навколишнє середовище в просвіті ER також більш окислюється, ніж цитозол, і дозволяє формувати дисульфідні зв'язки для стабілізації згорнутих білків. Білкова дисульфідізомераза, фермент, активний у просвіті ER, допомагає утворювати дисульфідні зв'язки і видаляє зв'язки, які були неправильно зроблені в процесі згортання. Крім того, білки в ЕР зазнають таких модифікацій, як глікозилювання і додавання гліколіпідів. Мультимерні білки також збираються зі своїх субодиниць в ЕР.

Білки, які були правильно складені і модифіковані, транспортуються з ER, в мембранних везикулах, до кінцевих пунктів призначення. Неправильно складені білки розпізнаються механізмом спостереження в ER і направляються назад в цитоплазму для деградації в протеасомах.

Обробка інформації: Переклад

779

Лекції YouTube

by Кевін

ТУТ & ТУТ

780

Малюнок 7.81 - Стандартний генетичний код

Вікіпедія

Малюнок 7.80 - Центральна догма в бактеріальній клітині

Вікіпедія

781

Малюнок 7.82 - Кодування в ДНК, транскрибується в РНК, переведене на білок

782

Малюнок 7.83 - тРНК - 3D проекція (зліва) і 2D проекція (вставка)

Вікіпедія

783

Інтерактивний 7.1 - Фенілаланіл-тРНК

PDB
Інтерактивний 7.1 - Фенілаланіл-тРНК PDB

Малюнок 7.84 - Зарядка тРНК аміноацильною тРНК синтетазою

Вікіпедія

784

Малюнок 7.85 - Кодони в парі мРНК з антикодонами на тРНК для виведення відповідної амінокислоти в рибосому для поліпептидної збірки

Лекції YouTube

by Кевін

ТУТ & ТУТ

785

Малюнок 7.86 - Ділянки A, P та E в рибосомі

Зображення Марти Бейкер

Малюнок 7.87 - Огляд подовження

Вікіпедія

Інтерактивне навчання

Модуль

ТУТ

786

Фільм 7.1 - 30S рибосомна субодиниця

Вікіпедія
Фільм 7.1 - 30-ті роки рибосомна субодиниця Вікіпедія

Таблиця 7.1 - Розташування і функції РРНК.

Ім'я рРНК

Прокаріоти

Еукаріот

Функція

5S

Велика субодиниця

Велика субодиниця

Зв'язування тРНК?

5.8S

Велика субодиниця

Транслокація?

16S

Мала субодиниця

Вирівнювання мРНК

18S

Велика субодиниця

Вирівнювання мРНК

23S

Велика субодиниця

Формування пептидних зв'язків

28S

Велика субодиниця

Формування пептидних зв'язків

787

Малюнок 7.89 - Консервовані послідовності, суміжні з початковими кодонами для різних бактеріальних генів

Зображення Марти Бейкер

Малюнок 7.88 - Структура 5S рРНК

788

Малюнок 7.90 - Спарювання основи між послідовністю Блиска-Далгарно в мРНК і 16S рРНК

Зображення Марти Бейкер

Фільм 7.2 - Велика рибосомальна субодиниця

Фільм Вікіпедії 7.2 - Велика рибосомальна субодиниця Вікіпедія

789

Лекції YouTube

by Кевін

ТУТ & ТУТ

Малюнок 7.91 - Ініціація - збірка рибосомального комплексу перекладу

Зображення Марти Бейкер

790

Малюнок 7.92 - Графік послідовності Козака, що показує відносну кількість основ, що оточують пусковий кодон AUG (ATG) генів людини

Малюнок 7.93 - Еф-ту (синій) пов'язаний з тРНК (червоний) і ГТП (жовтий)

791

Малюнок 7.94 - Процес подовження

Зображення Марти Бейкер

792

Малюнок 7.95 - 50S рибосомна субодиниця. РНК коричневого кольору. Білок в синьому кольорі. Ділянка пептидилтрансферази червоного кольору.

Вікіпедія

Інтерактивне навчання

Модуль

ТУТ

793

Малюнок 7.96 - Процес перекладу

Вікіпедія

Фільм 7.3 Переклад білка, що виділяється в ендоплазматичний ретикулум. Мала субодиниця жовтого кольору. Велика субодиниця зеленого кольору. ТРНК синього кольору.

Фільм Вікіпедії 7.3 Переклад білка, що виділяється в ендоплазматичний ретикулум. Мала субодиниця жовтого кольору. Велика субодиниця зеленого кольору. ТРНК синього кольору. Вікіпедія

794

Малюнок 7.97 - Інший ракурс перекладу. 3' кінець мРНК знаходиться зліва, а рибосома рухається справа наліво.

795

Малюнок 7.98 - Дія шаперону для полегшення правильного згортання білка (апельсина)

Зображення Алеї Кім

Лекції YouTube

by Кевін

ТУТ & ТУТ

796

Малюнок 7.99 - Груба (рибосома пов'язана) і гладка ендоплазматична сітка

Вікіпедія

797

Малюнок 7.100 - N-термінальна послідовність сигналу (зелена), що виходить з рибосоми.

798

Малюнок 7.101 - Переклад білка в ендоплазматичний ретикулум

Зображення Алеї Кім

799

Графічні зображення в цій книзі були продуктами роботи кількох талановитих студентів. Посилання на їх веб-сторінки наведені нижче

Натисніть ТУТ для

Марта Бейкер

Веб-сторінка

Натисніть ТУТ для

Пера Якобсона

Веб-сторінка

Натисніть ТУТ для

Алея Кім

Веб-сторінка

Натисніть ТУТ для

Пенелопа Ірвінг

Веб-сторінка

Набір проблем, пов'язаних з цим розділом ТУТ

Короткий зміст цього розділу ТУТ

Щоб отримати сертифікат на освоєння цього розділу книги, натисніть ТУТ

Безкоштовні курси iTunes U Кевіна Ахерна - Базові/Медична школа/Розширений

Біохімія безкоштовно і легко (наша інша книга) ТУТ/Facebook Сторінка

Посібник Кевіна та Індіри щодо вступу в медичну школу - курс iTunes U /Книга

Щоб побачити курси еккампусу ОГУ Кевіна Ахерна - BB 350/BB 450 /BB 451

Зареєструватися на курси еккампусу ОГУ Кевіна Ахерна - BB 350/BB 450 /BB 451

Біохімія безкоштовно для всіх Facebook Сторінка (будь ласка, як ми)

Веб-сторінка Кевіна Ахерна/Сторінка Facebook /Веб-сторінка Тараліна Тан

Безкоштовні завантаження Кевіна Ahern ТУТ

Програма біохімії/біофізики ОГУ ТУТ

Науковий коледж ОГУ ТУТ

Університет штату Орегон ТУТ

Електронна пошта Кевін Ахерн/Індіра Раджагопал/Таралін Тан

801

Переклад

На мелодію «Марії» (з «Вестсайдської історії»)

Метаболічні мелодії Сайт ТУТ

Переклад
Найзаплутаніше, що я коли-небудь бачив

Від п'яти простих до трьох простих, переклад, переклад
Останній крок, який ми знаємо про центральну собаку-ма

Аміно, карбоксил, переклад, переклад..
Переклад, переклад, переклад.

Переклад!

Я щойно вивчив кроки перекладу
І все, що вони говорять
Про тРНК
- це правда

Переклад!
Утворювати пептидні зв'язки в
перекладі Рибосомна щілина
Повинна зв'язуватися з E-F
tee-you!

Переклад!
A-U-G пов'язує вантаж F-met
16S лінії до Shine і Dalgarno
Переклад
Я ніколи не перестану потребувати перекладу

Найзаплутаніше, що я коли-небудь бачив
Translationnnnnnnnnnnnn

Запис Тіма Карплюса

Тексти пісень Кевіна Ahern
Запис Тім Карплюс Тексти пісень Кевіна Ahern

802

Хороший синтез білка

На мелодію «Доброго короля Вацлава»

Метаболічні мелодії Сайт ТУТ

Амінокислоти не можуть приєднатися

Самі по собі разом

Для них потрібні рибосоми

Для створення прив'язки

Всі білкові ланцюги отримують

«Згідно з інструкцією

Проводиться М-р-н-а

У будівництві пептидних зв'язків

Маленька субодиниця запускає все

З посвятою

Сполучення двох РНК

На док-станції

Блиск комплементу Далгарно

У 16 есах

Лінії A-U-G вгору так

Розпочинається синтез

Подовження буває в

рибосомні нутрощі

Де створює рРНК

Облігації для поліпептидів

Вони відходять від рибосоми

Пройшовши прямо прямо через нього

У крихітних каналах немає

З великої субодиниці

Нарешті, коли послідовність

Один із стоп-кодонів

Самі парки на сайті А

Синтез не може продовжуватися

РНК Р-сайту відпускає

З чого він тримав

Так поліпептид може

Приступайте до його складання

Запис Девіда Сіммонса

Тексти пісень Кевіна Ahern
Запис Девіда Сіммонса Тексти пісень Кевіна Ahern