DNA-vertaling: wat is het en wat zijn de fasen?

DNA-translatie is het tweede proces van eiwitsynthese. Het komt voor in alle levende wezens en vindt plaats in het cytoplasma, waar de ribosomen worden gevonden, die een fundamentele rol in het proces krijgen.

De vertaling gebeurt niet plotseling. Het is noodzakelijk dat vooraf een eerste stap, transcriptie, is gezet, waarbij het genetische materiaal in de vorm van DNA wordt getranscribeerd in het eerder genoemde RNA-molecuul. Laten we eens kijken hoe het gebeurt en wat er nodig is om het te laten gebeuren.

Gerelateerd artikel: "Verschillen tussen DNA en RNA"

Wat is DNA-translatie?

Het is algemeen bekend dat DNA, in het bijzonder zijn stukken, de genen, bevatten de genetische informatie over hoe we zijn. Om genen echter in staat te stellen informatie te coderen en eiwitten te laten synthetiseren, is het noodzakelijk een heel proces van het lezen en coderen van DNA, RNA van verschillende typen, naast de betrokkenheid van ribosomen.

Er zijn twee stappen nodig om de informatie die in een gen verborgen zit om te zetten in een goed uitgewerkt eiwit:

instagram story viewer

De eerste is de transcriptie van DNA. Een DNA-sequentie, dat wil zeggen een gen, is opgebouwd uit nucleotiden, die adenine, thymine, guanine en cytosine zijn (respectievelijk A, T, G en C).

Tijdens transcriptie wordt het stuk DNA getranscribeerd in een RNA-molecuul (ribonucleïnezuur), dat van DNA verschilt doordat het in plaats van het nucleotide thymine (T) uracil (U) bevat. A is complementair aan T en C aan U. Dit RNA wordt verwerkt en bijgesneden en wordt een boodschapper-RNA (mRNA).

Na de transcriptie komt de vertaling, dat is de stap waarin het RNA wordt gelezen om een polypeptideketen te vormen, die in feite een eiwit is maar met een zeer lineaire structuur. Om dit te laten gebeuren, is het noodzakelijk om aminozuren samen te voegen, wat afhankelijk is van de nucleotiden in het RNA.

De genetische code

Zoals we al zeiden, wordt tijdens de vertaling de informatie in het mRNA gelezen, met behulp van alsof ze de handleiding zijn om een keten van aminozuren te vormen, dat wil zeggen, een polypeptide. Het is in deze fase dat wat zou kunnen worden beschouwd als de structuur onmiddellijk voorafgaand aan het eiwit wordt verkregen., wat in feite een keten van aminozuren is, maar met een driedimensionale structuur.

Elke sequentie van drie nucleotiden, codons genaamd, van het mRNA (A, G, C en U) komt overeen met een specifiek aminozuur of met een start- of stopsignaal. De tripletten die coderen voor het einde van de polypeptidesynthese zijn UGA, UAG en UAA, terwijl het AUG-codon codeert voor het startsignaal en ook voor het aminozuur methionine.

Samen vormen codon-aminozuurrelaties de genetische code. Het is wat cellen in staat stelt om via mRNA een keten van nucleotiden tot een keten van aminozuren te decoderen. Om het beter te begrijpen, hebben we hieronder een mRNA-streng met nucleotiden. Daarnaast hebben we de aminozuren die overeenkomen met elk nucleotide-triplet, evenals de start- en stopsignalen.

5'
AUG - methionine / start
GAG - Glutamaat
CUU - Leucine
AGC - Serine
UAG - STOP
3'

De rol van ribosomen en tRNA

Voordat we in detail treden over hoe DNA-translatie plaatsvindt, we gaan het hebben over de twee elementen waarmee het mRNA kan worden gelezen en een string kan worden gesynthetiseerd: ribosomen en transfer-RNA.

Overdracht RNA (tRNA)

Transfer-RNA (tRNA) is een type RNA dat dient als een moleculaire brug om de codons van het mRNA te verbinden met de aminozuren waarvoor ze coderen. Zonder dit type RNA zou het niet mogelijk zijn om een aminozuur te relateren aan het triplet van nucleotiden dat in het mRNA aanwezig is..

In elk tRNA is er een uiteinde met een sequentie van drie nucleotiden, anticodon genaamd, dat complementair is aan het triplet van nucleotiden van mRNA. Aan de andere kant dragen ze het aminozuur.

ribosomen

Ribosomen zijn organellen die bestaan uit twee subeenheden met een uiterlijk dat lijkt op dat van twee hamburgerbroodjes.: de grote subeenheid en de kleine subeenheid. In het ribosoom zijn bovendien drie holle plekken waar het tRNA bindt met het mRNA: de A-, P- en E-plaatsen. Het is in ribosomen dat polypeptiden worden gebouwd.

De grote en kleine subeenheden verzamelen zich rond het mRNA en, door enzymatische actie, de ribosoom katalyseert een chemische reactie die de aminozuren van tRNA tot een keten verbindt polypeptide.

Misschien ben je geïnteresseerd: "De belangrijkste celdelen en organellen: een overzicht"

DNA-vertaling: het proces

Elke seconde produceren onze cellen honderden eiwitten. Het is om deze reden dat vertaling zo'n belangrijk proces is voor het leven, omdat we zonder dit niet in staat zouden zijn om de informatie in genen om te zetten in iets bruikbaars. DNA-translatie vindt plaats in drie fasen: initiatie, verlenging en beëindiging.

initiatie

De initiatie van DNA-translatie vindt plaats in het ribosoom. Dit organel is geassembleerd rond een mRNA-molecuul, waar een tRNA zal komen.

Dit laatste type RNA moet het aminozuur methionine dragen, gecodeerd door het codon AUG, dat het signaal is voor de initiatie van de synthese van de polypeptideketen.

Dit ribosoom-tRNA-mRNA-methionine-complex staat bekend als een initiatiecomplex en het is noodzakelijk dat translatie plaatsvindt.

Verlenging

Verlenging, zoals de naam al doet vermoeden, is het stadium waarin aminozuren aan de polypeptideketen worden toegevoegd, waardoor deze steeds langer wordt. Naarmate er meer mRNA-nucleotidetripletten worden getranslateerd, zal het polypeptide meer aminozuren hebben.

Elke keer dat een nieuw codon wordt blootgesteld, bindt een overeenkomstig tRNA. De bestaande keten van aminozuren wordt via een chemische reactie aan het aminozuur van het tRNA vastgemaakt. Het mRNA verschuift een codon op het ribosoom, waardoor een nieuw codon zichtbaar wordt dat kan worden gelezen.

Binnen de rek kunnen we drie stadia onderscheiden:

In de eerste, een anticodon, dat wil zeggen, een tRNA-triplet dat complementaire basen bevat voor een mRNA-triplet, "paren" met een blootgesteld codon van het mRNA op de A-plaats.

Een peptidebinding wordt gevormd, door de katalytische werking van aminoacyl-tRNA-synthetase, tussen het nieuw geïntroduceerde aminozuur en het aminozuur er direct voor. Het nieuwe aminozuur wordt gevonden in de A-plaats van het ribosoom, terwijl het oude in P. Nadat de link is gevormd, wordt het polypeptide overgebracht van de P-site naar de A.

Het ribosoom bevordert een codon in het mRNA. Het tRNA op de A-plaats dat het polypeptide draagt, gaat naar de P-plaats. Vervolgens gaat het naar de E-site en verlaat het het ribosoom.

Dit proces wordt vele malen herhaald, zoveel als nieuwe aminozuren worden geplaatst als er geen signaal is verschenen voordat het aangeeft dat de voortzetting van de polypeptideketen moet worden gestopt.

Beëindiging

Beëindiging is het moment waarop de polypeptideketen wordt vrijgegeven en niet meer groeit. Het begint wanneer een stopcodon (UAG, UAA of UGA) in het mRNA verschijnt. Dit, wanneer het in het ribosoom wordt geïntroduceerd, veroorzaakt het een reeks gebeurtenissen die resulteren in de scheiding van de streng van zijn tRNA, waardoor het naar het cytosol kan drijven.

Het kan zijn dat het polypeptide, ondanks terminatie, nog steeds de juiste driedimensionale vorm moet aannemen om een goed gevormd eiwit te worden.

Hoewel eiwitten in wezen polypeptideketens zijn, verschilt hun verschil met de nieuw vervaardigde polypeptideketens in het complex ribosomaal is dat ze een driedimensionale vorm hebben, terwijl de nieuwe trinca-polypeptideketen in feite een zeer lineaire keten van aminozuren.

Bibliografische referenties:

Pamela C Champe, Richard A Harvey en Denise R Ferrier (2005). Lippincott's Illustrated Reviews: Biochemistry (3e ed.). Lippincott Williams & Wilkins. ISBN 0-7817-2265-9
David L. Nelson en Michael M. Kox (2005). Lehninger Principes van Biochemie (4e ed.). W. H. vrijman. ISBN 0-7167-4339-6
Hirokawa et al. (2006). De ribosoomrecyclingstap: consensus of controverse? Trends in biochemische wetenschappen, 31 (3), 143-149.