Preklad DNA: čo to je a aké sú jeho fázy

Translácia DNA je druhým procesom syntézy bielkovín. Vyskytuje sa u všetkých živých bytostí a prebieha v cytoplazme, kde sa nachádzajú ribozómy, ktoré v tomto procese nadobúdajú zásadnú úlohu.

Preklad sa nedeje náhle. Je nevyhnutné, aby sa vopred uskutočnil prvý krok, transkripcia, pri ktorej sa genetický materiál vo forme DNA prepíše do vyššie uvedenej molekuly RNA. Pozrime sa, ako sa to stane a čo je potrebné na to, aby sa to stalo.

• Súvisiaci článok: „Rozdiely medzi DNA a RNA"

Čo je to preklad DNA?

Je dobre známe, že konkrétne DNA jeho úseky, gény, obsahujú genetické informácie o tom, ako sa máme. Aby však gény boli schopné kódovať informácie a syntetizovať proteíny, je to nevyhnutné celý proces čítania a kódovania DNA, RNA rôznych typov, okrem zapojenia ribozómy.

Existujú dva kroky potrebné na transformáciu informácií skrytých v géne na dobre prepracovaný proteín:

Prvou je transkripcia DNA. Sekvencia DNA, to znamená gén, je tvorená nukleotidmi, ktoré sú adenín, tymín, guanín a cytozín (A, T, G a C, v uvedenom poradí).

Počas transkripcie sa kúsok DNA transkribuje do molekuly RNA (kyselina ribonukleová), ktorá sa líši od DNA v tom, že namiesto toho, aby obsahovala nukleotid tymín (T), obsahuje uracil (U). A je komplementárne k T a C k U. Táto RNA je spracovaná a orezaná a stáva sa z nej messenger RNA (mRNA).

Po prepise príde preklad, ktorý je krok, v ktorom sa číta RNA, aby sa vytvoril polypeptidový reťazec, ktorý je v podstate proteínom, ale s veľmi lineárnou štruktúrou. Aby sa tak stalo, je potrebné spojiť aminokyseliny, ktoré budú závisieť od nukleotidov v RNA.

Genetický kód

Ako sme už hovorili, počas prekladu sa informácie obsiahnuté v mRNA načítajú pomocou akoby to bol návod na vytvorenie reťazca aminokyselín, to znamená a polypeptid. Práve v tejto fáze sa získa to, čo by sa dalo považovať za štruktúru bezprostredne pred proteínom., čo je v podstate reťazec aminokyselín, ale s trojrozmernou štruktúrou.

Každá sekvencia troch nukleotidov, nazývaných kodóny, mRNA (A, G, C a U) zodpovedá konkrétnej aminokyseline alebo štartovaciemu alebo zastavovaciemu signálu. Triplety, ktoré kódujú koniec syntézy polypeptidov, sú UGA, UAG a UAA, zatiaľ čo kodón AUG kóduje počiatočný signál a tiež aminokyselinu metionín.

Genetický kód tvoria spoločne vzťahy kodón-aminokyselina. Je to to, čo umožňuje bunkám dekódovať prostredníctvom mRNA reťazec nukleotidov na reťazec aminokyselín. Aby sme to lepšie pochopili, nižšie máme reťazec mRNA s nukleotidmi. Vedľa neho máme aminokyseliny, ktoré zodpovedajú jednotlivým tripletom nukleotidov, ako aj počiatočný a konečný signál.

• 5'
• AUG - metionín / štart
• GAG - glutamát
• CUU - leucín
• AGC - serín
• UAG - STOP
• 3'

Úloha ribozómov a tRNA

Pred podrobnosťou o tom, ako dochádza k translácii DNA budeme hovoriť o dvoch prvkoch, ktoré umožňujú čítanie mRNA a syntetizáciu reťazca: ribozómy a prenosová RNA.

Transfer RNA (tRNA)

Transfer RNA (tRNA) je typ RNA, ktorý slúži ako molekulárny mostík na spojenie kodónov mRNA s aminokyselinami, pre ktoré kódujú. Bez tohto typu RNA by nebolo možné dať aminokyselinu do súvislosti s tripletom nukleotidov prítomným v mRNA..

V každej tRNA je koniec, ktorý má sekvenciu troch nukleotidov, nazývanú antikodón, ktorá je komplementárna s tripletom nukleotidov mRNA. Na druhom konci nesú aminokyselinu.

Ribozómy

Ribozómy sú organely tvorené dvoma podjednotkami so vzhľadom podobným dvom hamburgerovým buchtám.: veľká podjednotka a malá podjednotka. V ribozóme sú navyše tri duté miesta, kde sa tRNA viaže s mRNA: miesta A, P a E. Polypeptidy sa vytvárajú v ribozómoch.

Veľké a malé podjednotky sa zhromažďujú okolo mRNA a enzymatickým pôsobením ribozóm katalyzuje chemickú reakciu, ktorá spája aminokyseliny tRNA do reťazca polypeptid.

• Mohlo by vás zaujímať: „Najdôležitejšie časti buniek a organely: prehľad"

Preklad DNA: proces

Každú sekundu naše bunky produkujú stovky bielkovín. Z tohto dôvodu je preklad taký dôležitý proces pre život, pretože bez neho by sme zostali bez schopnosti transformovať informácie obsiahnuté v génoch na niečo užitočné. Translácia DNA prebieha v troch fázach: iniciácia, predĺženie a ukončenie.

Zasvätenie

Iniciácia translácie DNA nastáva v ribozóme. Táto organela je zhromaždená okolo molekuly mRNA, kde príde tRNA.

Tento posledný typ RNA musí niesť aminokyselinu metionín kódovanú kodónom AUG, čo je signál pre zahájenie syntézy polypeptidového reťazca.

Tento komplex ribozóm-tRNA-mRNA-metionín je známy ako iniciačný komplex a je nevyhnutný na uskutočnenie translácie.

Predĺženie

Predĺženie, ako už názov napovedá, je štádium, v ktorom sa k polypeptidovému reťazcu pridávajú aminokyseliny, čo ho predlžuje a predlžuje. Keď sa preloží viac tripletov mRNA nukleotidov, tým viac aminokyselín bude mať polypeptid.

Zakaždým, keď je vystavený nový kodón, naviaže sa zodpovedajúca tRNA. Existujúci reťazec aminokyselín je chemickou reakciou pripojený k aminokyseline tRNA. MRNA posúva kodón na ribozóme a vystavuje tak nový kodón, ktorý sa má čítať.

V rámci predĺženia môžeme rozlíšiť tri stupne:

V prvom antikodón, to znamená triplet tRNA obsahujúci komplementárne bázy k tripletu mRNA„páruje“ s exponovaným kodónom mRNA v mieste A.

Peptidová väzba sa vytvára katalytickým pôsobením aminoacyl-tRNA syntetázy medzi novo zavedenou aminokyselinou a aminokyselinou bezprostredne pred ňou. Nová aminokyselina sa nachádza v mieste A ribozómu, zatiaľ čo stará v P. Po vytvorení spojenia sa polypeptid prenáša z miesta P do A.

Ribozóm posúva kodón v mRNA. TRNA v mieste A, ktoré nesie polypeptid, sa presúva do miesta P. Potom sa presunie na miesto E a opustí ribozóm.

Tento proces sa opakuje mnohokrát, umiestni sa toľko nových aminokyselín, ak sa predtým neobjavil signál, ktorý naznačuje, že musí byť zastavené pokračovanie polypeptidového reťazca.

Ukončenie

Ukončenie je okamih, kedy sa polypeptidový reťazec uvoľní a prestane rásť. Začína sa to, keď sa v mRNA objaví stop kodón (UAG, UAA alebo UGA). Toto, keď sa zavádza do ribozómu, vyvoláva sériu udalostí, ktoré vedú k oddeleniu vlákna od jeho tRNA, čo mu umožnilo vyplávať smerom k cytosolu.

Môže sa stať, že napriek ukončeniu musí polypeptid stále mať správny trojrozmerný tvar, aby sa z neho stal dobre formovaný proteín.

Aj keď sú proteíny v podstate polypeptidové reťazce, ich rozdiel od novo vyrobených polypeptidových reťazcov v komplexe ribozomálne je, že majú trojrozmerný tvar, zatiaľ čo nový polypeptidový reťazec trinca je v podstate veľmi lineárny reťazec 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. vydanie). W. H. Freeman. ISBN 0-7167-4339-6
• Hirokawa a kol. (2006). Krok recyklácie ribozómov: konsenzus alebo polemika? Trends in Biochemical Sciences, 31 (3), 143-149.