efekty uczenia się
- opisz skład i rolę rybosomów w tłumaczeniu, koncentrując się na rRNA
Rysunek 1. Wiązanie peptydowe łączy koniec karboksylowy jednego aminokwasu z końcem aminowym drugiego, wydalając jedną cząsteczkę wody. Dla uproszczenia na tym obrazie pokazano tylko grupy funkcyjne zaangażowane w wiązanie peptydowe. Oznaczenia R i R' odnoszą się do reszty każdej struktury aminokwasowej.,
synteza białek zużywa więcej energii komórki niż jakikolwiek inny proces metaboliczny. Z kolei białka mają większą masę niż jakikolwiek inny składnik żywych organizmów (z wyjątkiem wody), a białka pełnią praktycznie każdą funkcję komórki. Proces translacji, czyli syntezy białek, polega na dekodowaniu wiadomości mRNA do produktu polipeptydowego. Aminokwasy są kowalencyjnie naciągane ze sobą przez wiązania peptydowe o długości od około 50 reszt aminokwasowych do ponad 1000., Każdy aminokwas ma grupę aminową (NH2) i karboksylową (COOH). Polipeptydy powstają, gdy grupa aminowa jednego aminokwasu tworzy wiązanie amidowe (czyli peptydowe) z grupą karboksylową innego aminokwasu (Rysunek 1). Reakcja ta jest katalizowana przez rybosomy i generuje jedną cząsteczkę wody.
Maszyny do syntezy białek
oprócz szablonu mRNA, wiele cząsteczek i makrocząsteczek przyczynia się do procesu translacji., Skład każdego składnika może się różnić w zależności od gatunku; na przykład rybosomy mogą składać się z różnej liczby rRNA i polipeptydów w zależności od organizmu. Jednak ogólne struktury i funkcje maszyn do syntezy białek są porównywalne z bakteriami do ludzkich komórek. Tłumaczenie wymaga wprowadzenia szablonu mRNA, rybosomów, tRNA i różnych czynników enzymatycznych.
Polisomy
nawet zanim mRNA zostanie przetłumaczony, komórka musi zainwestować energię, aby zbudować każdy ze swoich rybosomów. W E., coli, w każdej komórce w danym czasie występuje od 10 000 do 70 000 rybosomów. Rybosom jest złożoną makrocząsteczką złożoną z rRNA strukturalnego i katalitycznego oraz wielu różnych polipeptydów. U eukariotów jądro jest całkowicie wyspecjalizowane do syntezy i montażu rRNA.
rybosomy występują w cytoplazmie u prokariotów oraz w cytoplazmie i szorstkim retikulum endoplazmatycznym u eukariotów., Mitochondria i chloroplasty mają również własne rybosomy w matrycy i stromie, które wyglądają bardziej podobnie do prokariotycznych rybosomów (i mają podobne czułości leków) niż rybosomy tuż poza ich błonami zewnętrznymi w cytoplazmie. Rybosomy dysocjują na duże i małe podjednostki, gdy nie syntetyzują białek i resocjalizują się podczas inicjacji translacji. U E. coli, mała podjednostka jest opisana jako 30S, a duża podjednostka jest 50s, w sumie 70S (przypomnijmy, że jednostki Svedberga nie są addytywne)., Rybosomy ssaków mają małą podjednostkę 40S i dużą podjednostkę 60S, w sumie 80S. mała podjednostka jest odpowiedzialna za Wiązanie szablonu mRNA, podczas gdy duża podjednostka sekwencyjnie wiąże Trna. Każda cząsteczka mRNA jest jednocześnie tłumaczona przez wiele rybosomów, wszystkie syntetyzują białko w tym samym kierunku: odczytując mRNA od 5′ do 3 ' i syntetyzując polipeptyd z końca N do końca C. Całkowita struktura mRNA / polibosomu nazywana jest polisomem.,
Trna
Trna są strukturalnymi cząsteczkami RNA, które zostały transkrybowane z genów przez polimerazę RNA III. w zależności od gatunku w cytoplazmie występuje od 40 do 60 rodzajów Trna. Transfer RNA służą jako cząsteczki adaptera. Każdy tRNA zawiera określony aminokwas i rozpoznaje jeden lub więcej kodonów mRNA, które określają kolejność aminokwasów w białku. Aminoacylo-Trna wiążą się z rybosomem i dodają odpowiedni aminokwas do łańcucha polipeptydowego. Dlatego Trna są cząsteczkami, które faktycznie „tłumaczą” język RNA na język białek.,
spośród 64 możliwych kombinacji kodonów mRNA—lub tripleta A, U, G i C—trzy określają zakończenie syntezy białek, a 61 określają dodanie aminokwasów do łańcucha polipeptydowego. Spośród tych 61, jeden kodon (AUG) również koduje inicjację tłumaczenia. Każdy anticodon tRNA może bazować w parze z jednym z kodonów mRNA i dodać aminokwas lub zakończyć translację, zgodnie z kodem genetycznym., Na przykład, gdyby Sekwencja CUA wystąpiła na szablonie mRNA we właściwej ramce odczytu, wiązałaby tRNA wyrażającą komplementarną sekwencję, GAU, która byłaby powiązana z aminokwasem leucyną.
jako adapter cząsteczek translacji, zaskakujące jest to, że tRNAs może zmieścić tak dużą specyficzność w tak małym opakowaniu. Należy wziąć pod uwagę, że Trna muszą oddziaływać z trzema czynnikami:
- muszą być rozpoznawane przez właściwą syntetazę aminoacylową.
- muszą być rozpoznawane przez rybosomy.
- muszą wiązać się z prawidłową sekwencją w mRNA.,
syntetazy aminoacylo tRNA
proces syntezy pre-tRNA za pomocą polimerazy RNA III tworzy tylko część RNA cząsteczki adaptera. Odpowiedni aminokwas musi zostać dodany później, po przetworzeniu tRNA i wyeksportowaniu go do cytoplazmy. Poprzez proces „ładowania” tRNA, każda cząsteczka tRNA jest połączona z prawidłowym aminokwasem przez jedną z grup enzymów zwanych syntetazami Trna aminoacylowymi. Co najmniej jeden rodzaj syntetazy aminoacylo tRNA istnieje dla każdego z 20 aminokwasów; dokładna liczba syntetaz aminoacylo tRNA różni się w zależności od gatunku., Enzymy te najpierw wiążą i hydrolizują ATP, aby katalizować Wiązanie wysokoenergetyczne między aminokwasem a monofosforanem adenozyny (AMP); cząsteczka pirofosforanu jest wydalana w tej reakcji. Aktywowany aminokwas jest następnie przenoszony do tRNA i AMP jest uwalniany. Termin „ładowanie” jest odpowiedni, ponieważ Wiązanie wysokoenergetyczne, które przyłącza aminokwas do jego tRNA, jest później używane do napędzania tworzenia wiązania peptydowego. Każdy tRNA jest nazwany jego aminokwasu.
Try It
Contribute!,
popraw tę stronę więcej