Překlad DNA: co to je a jaké jsou jeho fáze

Překlad DNA je druhým procesem syntézy proteinů. Vyskytuje se u všech živých bytostí a odehrává se v cytoplazmě, kde se nacházejí ribozomy, které v tomto procesu získávají zásadní roli.

Překlad se neděje náhle. Je nezbytné, aby byl předem proveden první krok, transkripce, ve kterém je genetický materiál ve formě DNA přepsán do výše uvedené molekuly RNA. Podívejme se, jak se to stane a co je nezbytné, aby se to stalo.

• Související článek: „Rozdíly mezi DNA a RNA"

Co je to překlad DNA?

Je dobře známo, že DNA, konkrétně jeho úseky, geny, obsahují genetickou informaci o tom, jak se máme. Aby však geny mohly kódovat informace a syntetizovat proteiny, je to nutné celý proces čtení a kódování DNA, RNA různých typů, kromě zapojení ribozomy.

K transformaci informací skrytých v genu na dobře propracovaný protein jsou nutné dva kroky:

První je transkripce DNA. Sekvence DNA, tj. Gen, je tvořena nukleotidy, což jsou adenin, thymin, guanin a cytosin (A, T, G a C).

Během transkripce je část DNA transkribována do molekuly RNA

(kyselina ribonukleová), která se liší od DNA v tom, že místo toho, aby obsahovala nukleotid thymin (T), obsahuje uracil (U). A je komplementární k T a C k U. Tato RNA je zpracována a oříznuta a stává se z ní messenger RNA (mRNA).

Po přepisu přichází překlad, což je krok, ve kterém se čte RNA za vzniku polypeptidového řetězce, který je v zásadě protein, ale s velmi lineární strukturou. K tomu je nutné spojit aminokyseliny, které budou záviset na nukleotidech v RNA.

Genetický kód

Jak jsme již řekli, během překladu se informace obsažené v mRNA čte pomocí jako by to byl návod k vytvoření řetězce aminokyselin, tj. a polypeptid. Právě v této fázi bude získáno to, co lze považovat za strukturu bezprostředně před proteinem., což je v zásadě řetězec aminokyselin, ale s trojrozměrnou strukturou.

Každá sekvence tří nukleotidů, nazývaných kodony, mRNA (A, G, C a U) odpovídá konkrétní aminokyselině nebo startovnímu nebo stopovému signálu. Triplety, které kódují konec syntézy polypeptidů, jsou UGA, UAG a UAA, zatímco kodon AUG kóduje počáteční signál a také aminokyselinu methionin.

Společně jsou vztahy kodon-aminokyselina tím, co tvoří genetický kód. Je to to, co umožňuje buňkám dekódovat prostřednictvím mRNA řetězec nukleotidů na řetězec aminokyselin. Abychom to lépe pochopili, níže máme řetězec mRNA s nukleotidy. Vedle toho máme aminokyseliny, které odpovídají jednotlivým tripletům nukleotidů, a také počáteční a koncový signál.

• 5'
• AUG - methionin / start
• GAG - glutamát
• CUU - leucin
• AGC - serin
• UAG - STOP
• 3'

Úloha ribozomů a tRNA

Než se pustíme do podrobností o tom, jak dochází k translaci DNA, budeme hovořit o dvou prvcích, které umožňují číst mRNA a syntetizovat řetězec: ribozomy a přenosová RNA.

Transfer RNA (tRNA)

Transfer RNA (tRNA) je typ RNA, který slouží jako molekulární můstek pro spojení kodonů mRNA s aminokyselinami, pro které kódují. Bez tohoto typu RNA by nebylo možné uvést aminokyselinu do souvislosti s tripletem nukleotidů přítomných v mRNA..

V každé tRNA je konec, který má sekvenci tří nukleotidů, nazývanou antikodon, která je komplementární s tripletem nukleotidů mRNA. Na druhém konci nesou aminokyselinu.

Ribozomy

Ribozomy jsou organely složené ze dvou podjednotek, které mají podobný vzhled jako dva hamburgerové buchty.: velká podjednotka a malá podjednotka. V ribozomu navíc existují tři dutá místa, kde se tRNA váže s mRNA: místa A, P a E. Právě v ribozomech se vytvářejí polypeptidy.

Velké a malé podjednotky se shromažďují kolem mRNA a enzymatickým působením ribozom katalyzuje chemickou reakci, která spojuje aminokyseliny tRNA do řetězce polypeptid.

• Mohlo by vás zajímat: "Nejdůležitější části buněk a organely: přehled"

Překlad DNA: proces

Každou sekundu naše buňky produkují stovky bílkovin. Z tohoto důvodu je překlad tak důležitým procesem pro život, protože bez něj bychom zůstali bez schopnosti transformovat informace obsažené v genech na něco užitečného. Translace DNA probíhá ve třech fázích: iniciace, prodloužení a ukončení.

Zahájení

Zahájení translace DNA nastává v ribozomu. Tato organela je shromážděna kolem molekuly mRNA, odkud bude tRNA pocházet.

Tento poslední typ RNA musí nést aminokyselinu methionin kódovanou kodonem AUG, což je signál pro zahájení syntézy polypeptidového řetězce.

Tento komplex ribozom-tRNA-mRNA-methionin je známý jako iniciační komplex a je nezbytný pro uskutečnění translace.

Prodloužení

Prodloužení, jak název napovídá, je stádium, ve kterém jsou aminokyseliny přidávány k polypeptidovému řetězci, což ho prodlužuje a prodlužuje. Jak bude překládáno více tripletů nukleotidů mRNA, tím více aminokyselin bude mít polypeptid.

Pokaždé, když je vystaven nový kodon, váže se odpovídající tRNA. Stávající řetězec aminokyselin je připojen k aminokyselině tRNA chemickou reakcí. MRNA posune kodon na ribozomu a vystaví nový kodon ke čtení.

V rámci prodloužení můžeme rozlišit tři fáze:

V první antikodon, tj. triplet tRNA obsahující komplementární báze k tripletu mRNA„páruje“ s exponovaným kodonem mRNA v místě A.

Peptidová vazba je tvořena katalytickým působením aminoacyl-tRNA syntetázy mezi nově zavedenou aminokyselinou a aminokyselinou bezprostředně před ní. Nová aminokyselina se nachází v místě A ribozomu, zatímco stará je v P. Po vytvoření vazby je polypeptid přenesen z P místa do A.

Ribozom posune kodon v mRNA. TRNA v místě A, které nese polypeptid, se přesune do místa P. Poté se přesune na místo E a opustí ribozom.

Tento proces se opakuje mnohokrát, až se vloží tolik nových aminokyselin, pokud se neobjevil signál dříve, což naznačuje, že musí být zastaveno pokračování polypeptidového řetězce.

Ukončení

Ukončení je okamžik, kdy se uvolní polypeptidový řetězec a přestane růst. Začíná to, když se v mRNA objeví stop kodon (UAG, UAA nebo UGA). Tento, když je zaveden do ribozomu, spouští řadu událostí, které vedou k oddělení řetězce od jeho tRNA, což mu umožnilo plavat směrem k cytosolu.

Může se stát, že navzdory ukončení musí polypeptid stále mít správný trojrozměrný tvar, aby se stal dobře formovaným proteinem.

I když v zásadě jsou proteiny polypeptidové řetězce, jejich rozdíl od nově vyrobených polypeptidových řetězců v komplexu ribozomální je, že mají trojrozměrný tvar, zatímco nový polypeptidový řetězec trinca je v podstatě velmi lineární řetězec aminokyseliny.

Bibliografické odkazy:

• Pamela C Champe, Richard A Harvey a Denise R Ferrier (2005). Lippincott's Illustrated Reviews: Biochemistry (3. vyd.). Lippincott Williams & Wilkins. ISBN 0-7817-2265-9
• David L. Nelson a Michael M. Cox (2005). Lehninger Principles of Biochemistry (4. vydání). W. H. Freemane. ISBN 0-7167-4339-6
• Hirokawa a kol. (2006). Krok recyklace ribozomu: Konsenzus nebo kontroverze? Trends in Biochemical Sciences, 31 (3), 143-149.