ДНК транслация: какво е това и какви са неговите фази

Транслацията на ДНК е вторият процес на протеинов синтез. Той се среща при всички живи същества и се осъществява в цитоплазмата, където се намират рибозомите, които придобиват основна роля в процеса.

Преводът не се случва внезапно. Необходимо е предварително да се направи първа стъпка, транскрипция, при която генетичният материал под формата на ДНК се транскрибира в гореспоменатата молекула на РНК. Нека да видим как се случва и какво е необходимо, за да се случи.

• Свързана статия: "Разлики между ДНК и РНК"

Какво е транслация на ДНК?

Добре известно е, че ДНК, по-специално нейните участъци, гените, съдържат генетичната информация за това как сме. Въпреки това, за да могат гените да кодират информация и да накарат протеините да се синтезират, е необходимо цял процес на четене и кодиране на ДНК, РНК от различни видове, в допълнение към участието на рибозоми.

Има две стъпки, необходими за трансформиране на информацията, скрита в гена, в добре разработен протеин:

Първият е транскрипцията на ДНК. ДНК последователност, т.е. ген, се състои от нуклеотиди

, които са аденин, тимин, гуанин и цитозин (A, T, G и C, съответно).

По време на транскрипцията парчето ДНК се транскрибира в РНК молекула (рибонуклеинова киселина), която се различава от ДНК по това, че вместо да съдържа нуклеотид тимин (Т), той има урацил (U). А допълва T, а C - U. Тази РНК се обработва и подрязва, превръщайки се в пратена РНК (тРНК).

След транскрипцията идва преводът, който е стъпката, при която РНК се отчита, за да се образува полипептидна верига, която е основно протеин, но с много линейна структура. За да се случи това, е необходимо да се присъединят аминокиселини, които ще зависят от нуклеотидите в РНК.

Генетичният код

Както вече казвахме, по време на транслацията информацията, съдържаща се в иРНК, се чете, използвайки сякаш те са ръководството с инструкции за образуване на верига от аминокиселини, т.е. полипептид. В тази фаза ще се получи това, което може да се разглежда като структура непосредствено преди протеина., който в основата си представлява верига от аминокиселини, но с триизмерна структура.

Всяка последователност от три нуклеотида, наречени кодони, на иРНК (A, G, C и U) съответства на определена аминокиселина или на сигнал за стартиране или спиране. Триплетите, които кодират края на синтеза на полипептиди, са UGA, UAG и UAA, докато AUG кодонът кодира началния сигнал, а също и аминокиселината метионин.

Заедно връзките кодон-аминокиселини са това, което изгражда генетичния код. Именно това позволява на клетките да декодират чрез иРНК верига от нуклеотиди до верига от аминокиселини. За да го разберем по-добре, по-долу имаме верига от иРНК с нуклеотиди. До него имаме аминокиселините, които съответстват на всеки нуклеотиден триплет, както и сигналите за стартиране и спиране.

• 5'
• AUG - метионин / старт
• GAG - Глутамат
• CUU - левцин
• AGC - серин
• UAG - СТОП
• 3'

Ролята на рибозомите и тРНК

Преди да влезете в подробности как става транслацията на ДНК, ще говорим за двата елемента, които позволяват четенето на иРНК и синтезирането на низ: рибозоми и трансфер на РНК.

Прехвърляне на РНК (tRNA)

Трансферната РНК (тРНК) е вид РНК, който служи като молекулярен мост за свързване на кодоните на иРНК с аминокиселините, за които те кодират. Без този тип РНК не би било възможно да се свърже аминокиселина с триплета нуклеотиди, присъстващи в иРНК..

Във всяка тРНК има край, който има последователност от три нуклеотида, наречена антикодон, която е комплементарна на триплета от нуклеотиди на иРНК. В другия край те носят аминокиселината.

Рибозоми

Рибозомите са органели, съставени от две субединици с външен вид, подобен на този на две кифлички с хамбургер.: голямата и малката субединица. Освен това в рибозомата има три кухи места, където тРНК се свързва с иРНК: местата А, Р и Е. Именно в рибозомите се изграждат полипептидите.

Големите и малките субединици се събират около иРНК и, чрез ензимно действие, рибозомата катализира химична реакция, която свързва аминокиселините на тРНК във верига полипептид.

• Може да се интересувате: "Най-важните клетъчни части и органели: общ преглед"

ДНК транслация: процесът

Всяка секунда нашите клетки произвеждат стотици протеини. Поради тази причина преводът е толкова важен процес за живота, тъй като без него бихме останали без способността да трансформираме информацията, съдържаща се в гените, в нещо полезно. Транслацията на ДНК се осъществява на три етапа: иницииране, удължаване и прекратяване.

Посвещение

Инициирането на транслация на ДНК се случва в рибозомата. Тази органела е сглобена около молекула на иРНК, откъдето ще дойде тРНК.

Този последен тип РНК трябва да носи аминокиселината метионин, кодирана от кодон AUG, който е сигналът за започване на синтеза на полипептидната верига.

Този рибозомен-тРНК-тРНК-метионинов комплекс е известен като инициационен комплекс и е необходим за осъществяване на транслацията.

Удължение

Удължението, както подсказва името, е етапът, в който аминокиселините се добавят към полипептидната верига, което я прави по-дълга и по-дълга. Тъй като повече тРНК нуклеотидни триплети се транслират, толкова повече аминокиселини ще има полипептидът.

Всеки път, когато е изложен нов кодон, се свързва съответната тРНК. Съществуващата верига от аминокиселини е свързана с аминокиселината на тРНК чрез химична реакция. ИРНК измества кодон върху рибозомата, излагайки нов кодон за четене.

В рамките на удължението можем да различим три етапа:

В първия, антикодон, т.е. тРНК триплет, съдържащ комплементарни основи на тРНК триплет, "двойки" с изложен кодон на иРНК на А място.

Чрез каталитичното действие на аминоацил-тРНК синтетазата се образува пептидна връзка между нововъведената аминокиселина и тази непосредствено преди нея. Новата аминокиселина се намира в А мястото на рибозомата, докато старата е в P. След като се образува връзката, полипептидът се прехвърля от Р мястото в А.

Рибозомата напредва кодон в иРНК. ТРНК на А място, което носи полипептида, се придвижва към Р мястото. След това се придвижва до мястото Е и излиза от рибозомата.

Този процес се повтаря много пъти, колкото нови аминокиселини се поставят, ако не се е появил сигнал преди да се посочи, че продължаването на полипептидната верига трябва да бъде спряно.

Прекратяване на договора

Прекратяването е моментът, когато полипептидната верига се освобождава, преставайки да расте. Той започва, когато стоп кодон (UAG, UAA или UGA) се появи в иРНК. Това, Когато се въведе в рибозомата, тя предизвиква поредица от събития, които водят до отделяне на нишката от нейната тРНК., позволявайки му да плава към цитозола.

Може да се случи, че въпреки прекратяването, полипептидът все още трябва да приеме правилната триизмерна форма, за да стане добре оформен протеин.

Въпреки че по същество протеините са полипептидни вериги, тяхната разлика от новопроизведените полипептидни вериги в комплекса рибозомната е, че те имат триизмерна форма, докато новата полипептидна верига на trinca е по същество много линейна верига от аминокиселини.

Библиографски справки:

• Памела С Чампе, Ричард А Харви и Дениз Р Фериер (2005). Илюстрирани рецензии на Липинкот: Биохимия (3-то издание). Липинкот Уилямс и Уилкинс. ISBN 0-7817-2265-9
• Дейвид Л. Нелсън и Майкъл М. Кокс (2005). Ленингер Принципи на биохимията (4-то издание). W. H. Фрийман. ISBN 0-7167-4339-6
• Hirokawa и сътр. (2006). Стъпката за рециклиране на рибозома: консенсус или противоречие? Тенденции в биохимичните науки, 31 (3), 143-149.