Biologi for Hovedfag I

Figur 1. Et peptid bond lenker carboxyl slutten av en aminosyre med amino slutten av en annen, å utvise en vann-molekylet. For enkelhet i dette bildet, bare funksjonelle grupper som er involvert i peptid bond er vist. R-og R’ betegnelser se resten av hver aminosyre struktur.,

syntese av proteiner bruker mer av en celle energi enn noen andre metabolske prosessen. I sin tur, proteiner konto for mer masse enn alle andre komponenter av levende organismer (med unntak av vann), og proteiner utfører nesten hver eneste funksjon i en celle. Prosessen med oversettelse, eller protein syntese, innebærer dekoding av en mRNA-postmelding til en polypeptid produktet. Aminosyrer er covalently satt sammen av interlinking peptid obligasjoner i lengder alt fra ca 50 aminosyre rester til mer enn 1000., Hver enkelt aminosyre har en amino gruppen (NH2) og en carboxyl (COOH) gruppe. Polypeptides dannes når amino gruppen av en aminosyre danner en amide (dvs., peptid) obligasjonslån med carboxyl gruppe av annen aminosyre (Figur 1). Denne reaksjonen er catalyzed av ribosomes og genererer et molekyl vann.

Protein Syntese Maskiner

I tillegg til mRNA mal, mange molekyler og makromolekyler bidra til prosessen med oversettelse., Sammensetningen av hver komponent kan variere på tvers av arter, for eksempel, ribosomes kan bestå av ulike numre av rRNAs og polypeptides avhengig av organismen. Imidlertid, er den generelle strukturer og funksjoner av protein syntese maskiner er sammenlignbare fra bakterier til humane celler. Oversettelse krever input av en mRNA-mal, ribosomes, tRNAs, og ulike enzymatisk faktorer.

Polysomes

Selv før et mRNA er oversatt, en celle må investere energi til å bygge hver sin ribosomes. I E., coli, er det mellom 10 000 og 70.000 ribosomes til stede i hver celle til enhver tid. En ribosomet er en kompleks macromolecule består av strukturelle og rRNAs katalytiske, og mange forskjellige polypeptides. I eukaryotes, den nucleolus er helt spesialisert for syntese og montering av rRNAs.

Ribosomes finnes i cytoplasma i prokaryotes og i cytoplasma og grov endoplasmic reticulum i eukaryotes., Mitokondrier og chloroplasts har også sine egne ribosomes i matrisen og stroma, som ser mer lik prokaryotic ribosomes (og har tilsvarende stoff følsomhet) enn ribosomes like utenfor deres ytre slimhinner i cytoplasma. Ribosomes ta avstand til store og små underenhetene når de ikke syntetisere proteiner og knytte under innvielsen av oversettelsen. I E. coli, small subunit er beskrevet som 30-ÅRENE, og den store subunit er 50-TALLET, for en total av 70-TALLET (husker at Svedberg enheter er ikke additiv)., Hos pattedyr ribosomes har en liten 40-ÅRENE subunit og en stor 60-TALLET subunit, for en sum av 80-TALLET. Small subunit er ansvarlig for binding av mRNA mal, mens store subunit sekvensielt binder tRNAs. Hver mRNA-molekylet er samtidig oversatt av mange ribosomes, alle syntetisere protein i samme retning: å lese mRNA fra 5′ til 3′ og syntetisere den polypeptid fra N-terminus til C-terminus. Komplett mRNA/poly-ribosomet strukturen kalles en polysome.,

tRNAs

tRNAs er strukturelle RNA-molekyler som ble transkribert fra gener av RNA polymerase III. Avhengig av art, 40 til 60 typer tRNAs finnes i cytoplasma. Overføring RNAs tjene som adapter molekyler. Hvert tRNA bærer en bestemt aminosyre, og anerkjenner ett eller flere av mRNA codons som definerer rekkefølgen av aminosyrer i et protein. Aminoacyl-tRNAs binde seg til ribosomet og legge til de tilsvarende aminosyre til polypeptid-kjeden. Derfor, tRNAs er molekyler som faktisk «oversette» språket av RNA inn i språk av proteiner.,

64 mulig mRNA codons—eller trilling kombinasjoner av A, U, G og C—tre angi opphør av protein syntese og 61 angi tilsetning av aminosyrer til polypeptid-kjeden. Av disse er 61, et codon (AUG) også blir det innvielse av oversettelsen. Hvert tRNA anticodon kan basere par med ett av mRNA codons og legge til en aminosyre eller avslutte oversettelse, i henhold til den genetiske koden., For eksempel, hvis sekvensen CUA skjedde på en mRNA-mal i riktig lese bildet, det ville binde et tRNA å uttrykke den komplementære sekvens, GAU, som vil bli knyttet til aminosyren leucin.

Som den adapter molekyler av oversettelsen, er det overraskende at tRNAs kan passe så mye spesifisitet i en liten pakke. Tenk at tRNAs trenger å samhandle med tre faktorer:

1. De må være anerkjent av riktig aminoacyl synthetase.
2. De må være anerkjent av ribosomes.
3. må De binde til riktig rekkefølge i mRNA.,

Aminoacyl tRNA Synthetases

prosessen med pre-tRNA syntese av RNA polymerase III skaper bare RNA del av adapter-molekylet. Tilsvarende aminosyre må bli lagt til senere, når tRNA er behandlet og eksportert til cytoplasma. Gjennom prosessen av tRNA «lading» hvert tRNA molekyl som er knyttet til riktig aminosyre av en av en gruppe enzymer som kalles aminoacyl tRNA synthetases. Minst én type aminoacyl tRNA synthetase finnes for hver av de 20 aminosyrene; det nøyaktige antallet av aminoacyl tRNA synthetases varierer mellom arter., Disse enzymene første bind og hydrolyze ATP for å katalysere en høy-energi bånd mellom en aminosyre og adenosine monophosphate (AMP); en pyrophosphate molekylet er utvist i denne reaksjonen. Den aktiverte aminosyre er deretter overført til tRNA, og FORSTERKER, som er utgitt. Begrepet «lading» er passende, siden høy-energi-bånd som festes en aminosyre til sitt tRNA blir senere brukt til å drive dannelsen av peptid bond. Hvert tRNA er oppkalt etter sin aminosyre.

Bidra!,

Forbedre dette pageLearn Mer