Biologi for Majors jeg

Figur 1. En peptidbinding forbinder Carbo .ylenden af en aminosyre med amino-enden af en anden, der udviser et vandmolekyle. For enkelhed i dette billede vises kun de funktionelle grupper involveret i peptidbindingen. R-og R-betegnelserne henviser til resten af hver aminosyrestruktur.,

syntesen af proteiner bruger mere af en celles energi end nogen anden metabolisk proces. Til gengæld tegner proteiner sig for mere masse end nogen anden bestanddel af levende organismer (med undtagelse af vand), og proteiner udfører stort set alle funktioner i en celle. Processen med oversættelse eller proteinsyntese involverer afkodning af en mRNA-meddelelse til et polypeptidprodukt. Aminosyrer er kovalent spændt sammen ved at sammenkæde peptidbindinger i længder fra cirka 50 aminosyrerester til mere end 1.000., Hver enkelt aminosyre har en aminogruppe (NH2) og en Carbo .ylgruppe (COOH). Polypeptider dannes, når aminogruppen af en aminosyre danner et amid (dvs.peptid) binding med Carbo .ylgruppen af en anden aminosyre (Figur 1). Denne reaktion katalyseres af ribosomer og genererer et vandmolekyle.

Proteinsyntesemaskiner

ud over mRNA-skabelonen bidrager mange molekyler og makromolekyler til oversættelsesprocessen., Sammensætningen af hver komponent kan variere på tværs af arter; for eksempel, ribosomer kan bestå af forskellige antal rRNA ‘ er og polypeptider afhængigt af organismen. Imidlertid er de generelle strukturer og funktioner i proteinsyntesemaskineriet sammenlignelige fra bakterier til humane celler. Oversættelse kræver input af en mRNA-skabelon, ribosomer, tRNA ‘ er og forskellige en .ymatiske faktorer.

polysomer

selv før et mRNA oversættes, skal en celle investere energi for at opbygge hver af sine ribosomer. I E., coli, er der mellem 10.000 og 70.000 ribosomer til stede i hver celle på et givet tidspunkt. Et ribosom er et komplekst makromolekyle sammensat af strukturelle og katalytiske rRNA ‘ er og mange forskellige polypeptider. I eukaryoter er nucleolus helt specialiseret til syntese og samling af rRNAs.ribosomer findes i cytoplasma i prokaryoter og i cytoplasma og groft endoplasmatisk retikulum i eukaryoter., Mitokondrier og kloroplaster har også deres egen ribosomer i matrix og stroma, som ser mere ligner prokaryote ribosomer (og har lignende lægemiddel følsomhed) end ribosomer lige uden for deres ydre membraner i cytoplasmaet. Ribosomer dissocierer i store og små underenheder, når de ikke syntetiserer proteiner og genforener under indledningen af translation. I E. coli beskrives den lille underenhed som 30 ‘erne, og den store underenhed er 50’ erne, i alt 70 ‘ erne (husk, at Svedberg-enheder ikke er additive)., Pattedyrs ribosomer har en lille 40S-underenhed og en stor 60S-underenhed, i alt 80S. den lille underenhed er ansvarlig for binding af mRNA-skabelonen, mens den store underenhed sekventielt binder tRNA ‘ er. Hvert mRNA-molekyle oversættes samtidigt af mange ribosomer, alt syntetiserende protein i samme retning: læsning af mRNA fra 5′ til 3’ og syntetisering af polypeptidet fra N-terminalen til C-terminalen. Den komplette mRNA / poly-ribosomstruktur kaldes et polysom.,

tRNA ‘er

tRNA’ erne er strukturelle RNA-molekyler, der blev transkriberet fra gener ved RNA-polymerase III. afhængigt af arten findes 40 til 60 typer tRNA ‘ er i cytoplasmaet. Transfer RNA ‘ er tjener som adaptermolekyler. Hver tRNA bærer en specifik aminosyre og genkender en eller flere af mRNA-kodonerne, der definerer rækkefølgen af aminosyrer i et protein. Aminoacyl-tRNA ‘ er binder til ribosomet og tilsætter den tilsvarende aminosyre til polypeptidkæden. Derfor er tRNA ‘ er de molekyler, der faktisk “oversætter” RNA-sproget til proteinernes sprog.,

af de 64 mulige mRNA—kodoner—eller triplet-kombinationer af A, U, G og C-tre specificerer termineringen af proteinsyntese og 61 specificerer tilsætningen af aminosyrer til polypeptidkæden. Af disse 61 koder en kodon (AUG) også indledningen af oversættelse. Hver tRNA-anticodon kan basere par med en af mRNA-kodonerne og tilføje en aminosyre eller afslutte oversættelse, i henhold til den genetiske kode., For eksempel, hvis sekvensen CUA forekom på en mRNA-skabelon i den rigtige læseramme, det ville binde en tRNA, der udtrykker den komplementære sekvens, GAU, som ville være knyttet til aminosyren leucin.

som adaptermolekylerne til oversættelse er det overraskende, at tRNA ‘ er kan passe så meget specificitet i en så lille pakke. Overvej at tRNA ‘ er skal interagere med tre faktorer:

1. de skal genkendes af den korrekte aminoacylsyntetase.
2. de skal genkendes af ribosomer.
3. de skal binde til den korrekte sekvens i mRNA.,

Aminoacyltrna-syntetaser

processen med præ-tRNA-syntese ved RNA-polymerase III skaber kun RNA-delen af adaptermolekylet. Den tilsvarende aminosyre skal tilsættes senere, når tRNA er behandlet og eksporteret til cytoplasmaet. Gennem processen med tRNA “opladning” er hvert tRNA-molekyle knyttet til dets korrekte aminosyre af en af en gruppe en .ymer kaldet aminoacyltrna-syntetaser. Mindst en type aminoacyltrna-syntetase findes for hver af de 20 aminosyrer; det nøjagtige antal aminoacyltrna-syntetaser varierer efter art., Disse en .ymer binder først og hydrolyserer ATP for at katalysere en højenergibinding mellem en aminosyre og adenosinmonophosphat (AMP); et pyrophosphatmolekyle udvises i denne reaktion. Den aktiverede aminosyre overføres derefter til tRNA, og AMP frigives. Udtrykket” opladning ” er passende, da højenergibindingen, der binder en aminosyre til dens tRNA, senere bruges til at drive dannelsen af peptidbindingen. Hver tRNA er opkaldt efter sin aminosyre.

bidrage!,

forbedre denne sidelær mere