Biologie voor Majors I

figuur 1. Een peptide band verbindt het carboxyl eind van één aminozuur met het amino eind van een ander, die één watermolecuul uitdrijft. Voor eenvoud in dit beeld, worden slechts de functionele groepen betrokken bij de peptide band getoond. De aanduidingen van R en R’ verwijzen naar de rest van elke aminozuurstructuur.,

de synthese van eiwitten verbruikt meer energie van een cel dan enig ander metabolisch proces. Op zijn beurt, zijn de proteã nen verantwoordelijk voor meer massa dan om het even welke andere component van het leven organismen (met uitzondering van water), en de proteã nen voeren vrijwel elke functie van een cel uit. Het proces van vertaling, of eiwitsynthese, impliceert het decoderen van een mRNA-bericht in een polypeptideproduct. De aminozuren zijn covalent samen geregen door peptide banden in lengten die zich van ongeveer 50 aminozuurresiduen tot meer dan 1.000 uitstrekken met elkaar te verbinden., Elk individueel aminozuur heeft een aminogroep (NH2) en een carboxylgroep (COOH). Polypeptiden worden gevormd wanneer de aminogroep van één aminozuur een amide (d.w.z., peptide) band met de carboxylgroep van een ander aminozuur vormt (figuur 1). Deze reactie wordt gekatalyseerd door ribosomen en produceert één watermolecuul.

eiwitsynthese-Machines

naast het mRNA-template dragen veel moleculen en macromoleculen bij aan het vertaalproces., De samenstelling van elke component kan over species variëren; bijvoorbeeld, kunnen de ribosomen uit verschillende aantallen rRNAs en polypeptides afhankelijk van het organisme bestaan. Nochtans, zijn de Algemene structuren en functies van de machines van de eiwitsynthese vergelijkbaar van bacteriën aan menselijke cellen. De vertaling vereist de input van een mRNA malplaatje, ribosomen, tRNAs, en diverse enzymatische factoren.

polysomen

zelfs voordat een mRNA wordt vertaald, moet een cel energie investeren om elk van zijn ribosomen te bouwen. In E., coli, er zijn tussen 10.000 en 70.000 ribosomen aanwezig in elke cel op een bepaald moment. Een ribosoom is een complexe macromolecule samengesteld uit structurele en katalytische rRNAs, en vele verschillende polypeptiden. In eukaryotes, is de nucleolus volledig gespecialiseerd voor de synthese en assemblage van rRNAs.

ribosomen komen voor in het cytoplasma in prokaryoten en in het cytoplasma en het ruwe endoplasmatische reticulum in eukaryoten., Mitochondriën en chloroplasten hebben ook hun eigen ribosomen in de matrix en stroma, die meer lijken op prokaryotic ribosomen (en hebben vergelijkbare drug gevoeligheden) dan de ribosomen net buiten hun buitenste membranen in het cytoplasma. De ribosomen scheiden in grote en kleine subeenheden af wanneer zij geen proteã NEN synthetiseren en tijdens de initiatie van vertaling opnieuw associëren. In E. coli, wordt de kleine subeenheid beschreven als 30S, en de grote subeenheid is 50S, voor een totaal van 70S (bedenk dat Svedberg eenheden zijn niet additief)., Zoogdierribosomen hebben een kleine 40S-subeenheid en een grote 60S-subeenheid, voor een totaal van 80S. de kleine subeenheid is de oorzaak van het binden van het mRNA-malplaatje, terwijl de grote subeenheid trnas opeenvolgend bindt. Elke mRNA-molecule wordt gelijktijdig vertaald door vele ribosomen, allen die proteã ne in dezelfde richting synthetiseren: het lezen van mRNA van 5′ aan 3′ en het synthetiseren van het polypeptide van het eind van n aan het eind van C. De volledige mRNA / poly-ribosoomstructuur wordt een polysoom genoemd.,

tRNAs

de tRNAs zijn structurele RNA-moleculen die zijn getranscribeerd uit genen door RNA-polymerase III. afhankelijk van de soort bestaan er 40 tot 60 soorten tRNAs in het cytoplasma. Overdracht RNAs dienen als adaptermolecules. Elke tRNA draagt een specifiek aminozuur en erkent één of meer mRNA-codon die de Orde van aminozuren in een proteã ne bepalen. Aminoacyl-tRNAs binden aan het ribosoom en voegen het overeenkomstige aminozuur aan de polypeptideketen toe. Daarom zijn tRNAs de molecules die eigenlijk “vertalen” de taal van RNA in de taal van proteã nen.,

van de 64 mogelijke mRNA—codons—of tripletcombinaties van A, U, G en C-drie geven de beëindiging van de eiwitsynthese aan en 61 geven de toevoeging van aminozuren aan de polypeptideketen aan. Van deze 61 codeert één codon (AUG) ook de initiatie van de vertaling. Elk anticodon van tRNA kan paar met één van de mRNA-codons baseren en een aminozuur toevoegen of vertaling beëindigen, volgens de genetische code., Bijvoorbeeld, als de opeenvolging CUA op een mRNA-malplaatje in het juiste lezingskader voorkwam, zou het tRNA die de aanvullende opeenvolging, GAU uitdrukken binden, die met het aminozuur leucine zou worden verbonden.

als de adaptermoleculen van vertaling, is het verrassend dat tRNAs zoveel specificiteit in zo ‘ n klein pakket kan passen. Bedenk dat tRNA ‘ s moeten interageren met drie factoren:

1. ze moeten herkend worden aan de juiste aminoacylsynthetase.
2. ze moeten worden herkend door ribosomen.
3. ze moeten binden aan de juiste volgorde in mRNA.,

Aminoacyltrna Synthetases

het proces van pre-tRNA synthese door RNA-polymerase III creëert alleen het RNA-gedeelte van het adaptermolecuul. Het overeenkomstige aminozuur moet later worden toegevoegd, zodra tRNA wordt verwerkt en uitgevoerd naar het cytoplasma. Door het proces van tRNA “het laden,” wordt elk tRNA molecuul verbonden met zijn correcte aminozuur door één van een groep enzymen genoemd aminoacyl tRNA synthetases. Er bestaat minstens één type aminoacyltrna synthetase voor elk van de 20 aminozuren; het exacte aantal aminoacyltrna synthetases varieert per soort., Deze enzymen binden en hydrolyseren eerst ATP om een high-energy band tussen een aminozuur en adenosine monofosfaat (AMP) te katalyseren; een pyrofosfaatmolecuul wordt in deze reactie verdreven. Het geactiveerde aminozuur wordt dan overgebracht naar tRNA, en AMP wordt vrijgegeven. De term “het laden” is aangewezen, aangezien de hoge-energieband die een aminozuur aan zijn tRNA bindt later wordt gebruikt om de vorming van de peptideband te drijven. Elke tRNA is vernoemd naar zijn aminozuur.

bijdragen!,

verbeter deze pagina leer meer