ترجمة الحمض النووي: ما هي وما هي مراحلها

ترجمة الحمض النووي هي العملية الثانية لتخليق البروتين. يحدث في جميع الكائنات الحية ويحدث في السيتوبلازم ، حيث توجد الريبوسومات ، والتي تكتسب دورًا أساسيًا في العملية.

الترجمة لا تحدث فجأة. من الضروري أن تكون الخطوة الأولى ، النسخ ، قد اتخذت مسبقًا ، حيث يتم نسخ المادة الوراثية في شكل DNA إلى جزيء RNA المذكور أعلاه. دعونا نرى كيف يحدث ذلك وما هو ضروري لحدوثه.

• مقالات لها صلة: "الاختلافات بين DNA و RNA"

ما هي ترجمة الحمض النووي؟

ومن المعروف أن الحمض النووي على وجه التحديد امتداداته ، الجينات ، تحتوي على المعلومات الجينية حول كيف نحن. ومع ذلك ، لكي تتمكن الجينات من ترميز المعلومات وجعل البروتينات تتوليف ، فمن الضروري عملية كاملة لقراءة وترميز الحمض النووي الريبي ، الحمض النووي الريبي من أنواع مختلفة ، بالإضافة إلى مشاركة الريبوسومات.

هناك خطوتان ضروريتان لتحويل المعلومات المخبأة في الجين إلى بروتين جيد الإعداد:

الأول هو نسخ الحمض النووي. يتكون تسلسل الحمض النووي ، أي الجين ، من النيوكليوتيدات، وهي الأدينين والثايمين والجوانين والسيتوزين (A و T و G و C على التوالي).

أثناء النسخ ، يتم نسخ قطعة الحمض النووي إلى جزيء RNA

(الحمض النووي الريبي) ، والذي يختلف عن الحمض النووي في أنه بدلاً من احتوائه على نوكليوتيد ثيمين (T) ، فإنه يحتوي على اليوراسيل (U). A مكمل لـ T و C لـ U. تتم معالجة هذا الحمض النووي الريبي وتشذيبه ، ليصبح رسولًا RNA (مرنا).

بعد النسخ تأتي الترجمة ، وهي الخطوة التي يتم فيها قراءة الحمض النووي الريبي (RNA) لتشكيل سلسلة بولي ببتيد ، والتي هي أساسًا بروتين ولكن لها بنية خطية جدًا. لكي يحدث هذا ، من الضروري الانضمام إلى الأحماض الأمينية ، والتي ستعتمد على النيوكليوتيدات في الحمض النووي الريبي.

الكود الجيني

كما قلنا بالفعل ، أثناء الترجمة تتم قراءة المعلومات الواردة في mRNA باستخدام كما لو كانوا دليل التعليمات لتكوين سلسلة من الأحماض الأمينية ، أي أ بولي ببتيد. في هذه المرحلة سيتم الحصول على ما يمكن اعتباره الهيكل مباشرة قبل البروتين.، وهي في الأساس سلسلة من الأحماض الأمينية ولكن ذات هيكل ثلاثي الأبعاد.

كل تسلسل من ثلاثة نيوكليوتيدات ، يسمى كودونات mRNA (A و G و C و U) يتوافق مع حمض أميني معين ، أو إشارة البداية أو التوقف. الثلاثة توائم التي تشفر نهاية تخليق البولي ببتيد هي UGA و UAG و UAA ، في حين أن كودون AUG يشفر إشارة البداية وأيضًا ميثيونين الأحماض الأمينية.

معًا ، علاقات الكودون والأحماض الأمينية هي التي تشكل الشفرة الجينية. إنه ما يسمح للخلايا بفك تشفير سلسلة من النيوكليوتيدات إلى سلسلة من الأحماض الأمينية ، من خلال mRNA. لفهمها بشكل أفضل ، لدينا أدناه خيط من الرنا المرسال ، مع النيوكليوتيدات. بجانبه ، لدينا الأحماض الأمينية التي تتوافق مع كل ثلاثي نيوكليوتيد ، بالإضافة إلى إشارات البداية والتوقف.

• 5'
• أغسطس - ميثيونين / بدء
• GAG - الجلوتامات
• CUU - لوسين
• AGC - سيرين
• UAG - توقف
• 3'

دور الريبوسومات و tRNA

قبل الخوض في تفاصيل كيفية حدوث ترجمة الحمض النووي ، سوف نتحدث عن العنصرين اللذين يسمحان لقراءة mRNA وتكوين سلسلة: الريبوسومات ونقل الحمض النووي الريبي.

نقل الحمض النووي الريبي (الحمض النووي الريبي)

نقل الحمض النووي الريبي (الحمض النووي الريبي) هو نوع من الحمض النووي الريبي الذي يعمل كجسر جزيئي لربط أكواد الحمض النووي الريبي بالأحماض الأمينية التي يتم ترميزها. بدون هذا النوع من الحمض النووي الريبي ، لن يكون من الممكن ربط حمض أميني بثلاثة توائم من النيوكليوتيدات الموجودة في الرنا المرسال..

يوجد في كل tRNA نهاية لها سلسلة من ثلاثة نيوكليوتيدات ، تسمى anticodon ، وهي مكملة لثلاثة توائم من نيوكليوتيدات mRNA. في الطرف الآخر يحملون الأحماض الأمينية.

الريبوسومات

الريبوسومات هي عضيات مكونة من وحدتين فرعيتين بمظهر مشابه لمظهر اثنين من كعكات الهمبرغر.: الوحدة الفرعية الكبيرة والوحدة الفرعية الصغيرة. في الريبوسوم ، بالإضافة إلى ذلك ، هناك ثلاثة أماكن مجوفة حيث يرتبط الحمض الريبي النووي النقال (tRNA) مع mRNA: المواقع A و P و E. يتم بناء عديد الببتيدات في الريبوسومات.

تتجمع الوحدات الفرعية الكبيرة والصغيرة حول الرنا المرسال ومن خلال العمل الأنزيمي يحفز الريبوسوم تفاعلًا كيميائيًا ينضم إلى الأحماض الأمينية للـ tRNA في سلسلة بولي ببتيد.

• قد تكون مهتمًا: "أهم أجزاء الخلية والعضيات: نظرة عامة"

ترجمة الحمض النووي: العملية

كل ثانية ، تنتج خلايانا مئات البروتينات. ولهذا السبب تعتبر الترجمة عملية مهمة للحياة ، لأنه بدونها سنترك بدون القدرة على تحويل المعلومات الموجودة في الجينات إلى شيء مفيد. تحدث ترجمة الحمض النووي على ثلاث مراحل: البدء والاستطالة والإنهاء.

المبادرة

يحدث بدء ترجمة الحمض النووي في الريبوسوم. يتم تجميع هذه العضية حول جزيء mRNA ، حيث سيأتي الحمض النووي الريبي (tRNA).

يجب أن يحمل هذا النوع الأخير من الحمض النووي الريبي الميثيونين الأحماض الأمينية ، المشفر بواسطة كودون AUG ، وهو إشارة لبدء تخليق سلسلة البولي ببتيد.

يُعرف مجمع الريبوسوم-tRNA-mRNA-methionine هذا بمركب البدء ، وهو ضروري لإجراء الترجمة.

استطالة

الاستطالة ، كما يوحي الاسم ، هي المرحلة التي تضاف فيها الأحماض الأمينية إلى سلسلة البولي ببتيد ، مما يجعلها أطول وأطول. كلما تمت ترجمة المزيد من النوكليوتيدات الثلاثية من الرنا المرسال ، زاد عدد الأحماض الأمينية التي يحتوي عليها البولي ببتيد.

في كل مرة يتم فيها الكشف عن كودون جديد ، يرتبط الحمض الريبي النووي النقال المقابل. ترتبط السلسلة الحالية من الأحماض الأمينية بالحمض الأميني للـ tRNA من خلال تفاعل كيميائي. يقوم mRNA بتحويل كودون على الريبوسوم ، مما يعرض كودونًا جديدًا ليتم قراءته.

ضمن الاستطالة يمكننا التمييز بين ثلاث مراحل:

في الأول ، Anticodon ، وهذا هو ، ثلاثي الحمض الريبي النووي النقال يحتوي على قواعد تكميلية لثلاثة توائم مرنا، "أزواج" مع كودون مكشوف من mRNA في الموقع A.

يتم تكوين رابطة الببتيد ، من خلال العمل التحفيزي لـ aminoacyl-tRNA synthetase ، بين الحمض الأميني الذي تم إدخاله حديثًا والحمض الأميني الذي يسبقه مباشرة. تم العثور على الحمض الأميني الجديد في موقع A من الريبوسوم ، في حين أن القديم موجود في P. بعد تكوين الرابط ، يتم نقل البولي ببتيد من موقع P إلى المنطقة A.

يقدم الريبوسوم كودونًا في الرنا المرسال. ينتقل الحمض الريبي النووي النقال الموجود في الموقع A الذي يحمل البولي ببتيد إلى موقع P. ثم ينتقل إلى الموقع E ويخرج من الريبوسوم.

تتكرر هذه العملية عدة مرات ، حيث يتم وضع العديد من الأحماض الأمينية الجديدة إذا لم تظهر إشارة قبل الإشارة إلى أنه يجب إيقاف استمرار سلسلة البولي ببتيد.

نهاية

الإنهاء هو اللحظة التي يتم فيها تحرير سلسلة البولي ببتيد ، وتتوقف عن النمو. يبدأ عندما يظهر رمز التوقف (UAG أو UAA أو UGA) في mRNA. هذا، عندما يتم إدخاله في الريبوسوم ، فإنه يطلق سلسلة من الأحداث التي تؤدي إلى فصل الشريط عن الحمض النووي الريبي الخاص به، مما يسمح لها بالطفو باتجاه العصارة الخلوية.

قد يكون الأمر كذلك ، على الرغم من الإنهاء ، لا يزال البولي ببتيد بحاجة إلى اتخاذ الشكل ثلاثي الأبعاد الصحيح حتى يصبح بروتينًا جيد التكوين.

على الرغم من أن البروتينات في جوهرها عبارة عن سلاسل متعددة الببتيد ، إلا أن اختلافها عن سلاسل البولي ببتيد المصنعة حديثًا في المجمع الريبوسوم هو أن لديهم شكلًا ثلاثي الأبعاد ، في حين أن سلسلة trinca polypeptide الجديدة هي في الأساس سلسلة خطية جدًا من أحماض أمينية.

المراجع الببليوغرافية:

• باميلا سي شامبي وريتشارد إيه هارفي ودينيس آر فيرير (2005). مراجعات Lippincott المصورة: الكيمياء الحيوية (الطبعة الثالثة). ليبينكوت ويليامز وويلكينز. ردمك 0-7817-2265-9
• ديفيد ل. نيلسون ومايكل م. كوكس (2005). مبادئ Lehninger للكيمياء الحيوية (الطبعة الرابعة). دبليو. ح. رجل حر. ردمك 0-7167-4339-6
• هيروكاوا وآخرون (2006). خطوة إعادة تدوير الريبوسوم: إجماع أم جدل؟ الاتجاهات في العلوم البيوكيميائية ، 31 (3) ، 143-149.