תרגום DNA: מה זה ומה השלבים שלו

תרגום DNA הוא התהליך השני של סינתזת החלבון. זה קורה בכל היצורים החיים ומתרחש בציטופלזמה, שם נמצאים הריבוזומים, הממלאים תפקיד מהותי בתהליך.

תרגום לא קורה פתאום. יש צורך לבצע צעד ראשון לפני כן, תעתיק, בו מועתק החומר הגנטי בצורת DNA למולקולת ה- RNA הנ"ל. בואו נראה איך זה קורה ומה נחוץ כדי שזה יקרה.

• מאמר קשור: "הבדלים בין DNA ו- RNA"

מהו תרגום DNA?

זה ידוע היטב ש- DNA, במיוחד המתיחות שלה, הגנים, מכילות את המידע הגנטי על איך שאנחנו. עם זאת, כדי שגנים יוכלו לקודד מידע ולהפוך חלבונים לסינתזה, זה הכרחי תהליך שלם של קריאה וקידוד DNA, RNA מסוגים שונים, בנוסף למעורבות של ריבוזומים.

ישנם שני שלבים הדרושים כדי להפוך את המידע החבוי בגן לחלבון משוכלל היטב:

הראשון הוא תעתיק ה- DNA. רצף DNA, כלומר גן, מורכב מנוקליאוטידים, שהם אדנין, תימין, גואנין וציטוזין (A, T, G ו- C, בהתאמה).

במהלך השעתוק, מועתקת פיסת ה- DNA למולקולת RNA (חומצה ריבונוקליאית), השונה מ- DNA בכך שבמקום להכיל את הנוקליאוטיד תימין (T), יש לו אורציל (U). A משלים ל- T ו- C ל- U. RNA זה מעובד וגזום, והופך ל- RNA שליח (mRNA).

לאחר התמלול מגיע התרגום, כלומר

השלב בו נקרא ה- RNA ליצירת שרשרת פוליפפטיד, שהיא בעצם חלבון אך עם מבנה מאוד ליניארי. כדי שזה יקרה, יש צורך להצטרף לחומצות אמינו, שתלויות בנוקליאוטידים ב- RNA.

הקוד הגנטי

כפי שכבר אמרנו, במהלך התרגום קוראים את המידע הכלול ב- mRNA באמצעות כאילו היו מדריך ההוראות ליצירת שרשרת של חומצות אמינו, כלומר א פוליפפטיד. בשלב זה יתקבל מה שיכול להיחשב כמבנה מיד לפני החלבון., שהיא בעצם שרשרת של חומצות אמינו אך עם מבנה תלת ממדי.

כל רצף של שלושה נוקלאוטידים, הנקראים קודונים, של ה- mRNA (A, G, C ו- U) תואם לחומצת אמינו ספציפית, או לאות התחלה או עצירה. השלשות המקודדות את סוף סינתזת הפוליפפטיד הן UGA, UAG ו- UAA, ואילו קודון ה- AUG מקודד את אות ההתחלה וגם את חומצת האמינו מתיונין.

יחד, יחסי קודון-חומצת אמינו הם המרכיבים את הקוד הגנטי. זה מה שמאפשר לתאים לפענח דרך mRNA שרשרת של נוקלאוטידים לשרשרת של חומצות אמינו. כדי להבין את זה טוב יותר, למטה יש לנו קווצה של mRNA, עם נוקלאוטידים. לידו יש לנו את חומצות האמינו המתאימות לכל שלישיית נוקלאוטיד, כמו גם את אותות ההתחלה וההפסקה.

• 5'
• AUG - מתיונין / התחלה
• GAG - גלוטמט
• CUU - לאוצין
• AGC - סרין
• UAG - עצור
• 3'

תפקיד הריבוזומים ו- tRNA

לפני שנפרט על האופן שבו מתרחש תרגום DNA, אנו הולכים לדבר על שני היסודות המאפשרים קריאת ה- mRNA וסינתזת מחרוזת: ריבוזומים והעברת RNA.

העברת RNA (tRNA)

העברת RNA (tRNA) הוא סוג של RNA המשמש כגשר מולקולרי לחיבור הקודונים של ה- mRNA עם חומצות האמינו שעבורן הם מקודדים. ללא סוג זה של RNA, לא ניתן יהיה לקשר בין חומצת אמינו לשלישיית הנוקלאוטידים הקיימים ב- mRNA..

בכל tRNA יש קצה שיש בו רצף של שלושה נוקלאוטידים, הנקראים anticodon, שמשלים לשלושת הנוקליאוטידים של mRNA. בקצה השני הם נושאים את חומצת האמינו.

ריבוזומים

הריבוזומים הם אברונים המורכבים משתי יחידות משנה בעלות מראה דומה לזה של שתי לחמניות המבורגר.: יחידת המשנה הגדולה ותת היחידה הקטנה. בריבוזום, בנוסף, ישנם שלושה מקומות חלולים בהם tRNA נקשר עם mRNA: אתרי A, P ו- E. הריבוזומים בנויים פוליפפטידים.

יחידות המשנה הגדולות והקטנות מתאספות סביב ה- mRNA ובאמצעות פעולה אנזימטית, ה- הריבוזום מזרז תגובה כימית המצטרפת לחומצות האמיניות של tRNA לשרשרת פוליפפטיד.

• יכול להיות שאתה מעוניין: "חלקי התאים והאברונים החשובים ביותר: סקירה כללית"

תרגום DNA: התהליך

בכל שנייה, התאים שלנו מייצרים מאות חלבונים. מסיבה זו התרגום הוא תהליך כה חשוב לחיים, שכן בלעדיו נותר ללא היכולת להפוך את המידע הכלול בגנים למשהו שימושי. תרגום DNA מתרחש בשלושה שלבים: התחלה, התארכות וסיום.

חניכה

התחלת תרגום ה- DNA מתרחשת בריבוזום. אברון זה מורכב סביב מולקולת mRNA, ממנה יבוא tRNA.

סוג זה האחרון של RNA חייב לשאת את חומצת האמינו מתיונין, המקודדת על ידי קודון AUG, המהווה את האות להתחלת הסינתזה של שרשרת הפוליפפטיד.

קומפלקס ריבוזום-tRNA-mRNA- מתיונין זה ידוע כמתחם חניכה, והוא הכרחי בכדי שהתרגום יתקיים.

הַאֲרָכָה

התארכות, כפי שהשם מרמז, היא השלב שבו חומצות אמינו מתווספות לשרשרת הפוליפפטיד, מה שהופך אותו ליותר ויותר ארוך. ככל שמתורגמים יותר שלשות נוקלאוטיד מסוג mRNA, כך לפוליפפטיד יהיו יותר חומצות אמינו.

בכל פעם שקודון חדש נחשף, tRNA מקביל נקשר. השרשרת הקיימת של חומצות אמינו מחוברת לחומצת האמינו של ה- tRNA באמצעות תגובה כימית. ה- mRNA מעביר קודון על הריבוזום, וחושף קודון חדש לקריאה.

בתוך ההתארכות אנו יכולים להבחין בשלושה שלבים:

בראשון, אנטיקודון, כלומר שלישיית tRNA המכילה בסיסים משלימים לאלה של שלישת mRNA, "מזדווג" עם קודון חשוף של ה- mRNA באתר A.

נוצר קשר פפטיד, באמצעות הפעולה הקטליטית של סינתטאז אמינוציל-tRNA, בין חומצת האמינו שזה עתה הוצגה לזו שמיד לפניה. חומצת האמינו החדשה נמצאת באתר A של הריבוזום, ואילו הישנה נמצאת ב- P. לאחר היווצרות הקישור, הפוליפפטיד מועבר מאתר P ל- A.

הריבוזום מקדם קודון ב- mRNA. ה- tRNA באתר A הנושא את הפוליפפטיד עובר לאתר P. ואז הוא עובר לאתר E ויוצא מהריבוזום.

תהליך זה חוזר על עצמו פעמים רבות, ככל שמוצבות חומצות אמינו חדשות אם לא הופיע לפני כן אות המעיד על המשך שרשרת הפוליפפטיד.

סיום

סיום הוא הרגע בו משתחררת שרשרת הפוליפפטיד, המפסיקה לצמוח. זה מתחיל כאשר קודון עצירה (UAG, UAA או UGA) מופיע ב- mRNA. זֶה, כאשר הוא מוחדר לריבוזום, הוא מעורר סדרה של אירועים שגורמים להפרדה של הגדיל מ- tRNA שלו, ומאפשר לו לצוף לעבר הציטוזול.

זה יכול להיות שלמרות סיומו, הפוליפפטיד עדיין צריך לקבל את הצורה התלת מימדית הנכונה על מנת שהוא יהפוך לחלבון מעוצב היטב.

למרות שבעצם חלבונים הם שרשראות פוליפפטידים, ההבדל ביניהם משרשראות הפוליפפטיד המיוצרות במתחם הריבוזומלי הוא שיש להם צורה תלת מימדית, ואילו שרשרת הפוליפפטיד החדשה של טרינקה היא בעצם שרשרת ליניארית מאוד של חומצות אמינו.

הפניות ביבליוגרפיות:

• פמלה סי צ'אמפ, ריצ'רד הארווי ודניס ר פרייר (2005). הסקירות המאוירות של ליפינקוט: ביוכימיה (מהדורה ג '). ליפינקוט וויליאמס ווילקינס. ISBN 0-7817-2265-9
• דייוויד ל. נלסון ומייקל מ. קוקס (2005). Lehninger Principles of Biochemistry (מהדורה רביעית). W. ח. פרימן. ISBN 0-7167-4339-6
• הירוקאווה ואח '. (2006). שלב מיחזור הריבוזום: קונצנזוס או מחלוקת? מגמות במדעים ביוכימיים, 31 (3), 143-149.