Biologi för Majors i

Figur 1. En peptidbindning länkar karboxyländen av en aminosyra med aminoänden hos en annan, utvisar en vattenmolekyl. För enkelhet i denna bild visas endast de funktionella grupperna som är involverade i peptidbindningen. R-och R-beteckningarna avser resten av varje aminosyrastruktur.,

syntesen av proteiner förbrukar mer av en Cells energi än någon annan metabolisk process. I sin tur står proteiner för mer massa än någon annan komponent i levande organismer (med undantag för vatten), och proteiner utför praktiskt taget alla funktioner hos en cell. Översättningsprocessen, eller proteinsyntesen, innebär avkodning av ett mRNA-meddelande till en polypeptidprodukt. Aminosyror är kovalent uppträdda tillsammans genom interlinking peptidbindningar i längder som sträcker sig från cirka 50 aminosyrarester till mer än 1000., Varje enskild aminosyra har en aminogrupp (NH2) och en karboxylgrupp (COOH). Polypeptider bildas när aminogruppen av en aminosyra bildar en amid (dvs peptid) bindning med karboxylgruppen av en annan aminosyra (Figur 1). Denna reaktion katalyseras av ribosomer och genererar en vattenmolekyl.

Proteinsyntesmaskiner

förutom mRNA-mallen bidrar många molekyler och makromolekyler till översättningsprocessen., Sammansättningen av varje komponent kan variera mellan olika arter; till exempel kan ribosomer bestå av olika antal rRNAs och polypeptider beroende på organismen. De allmänna strukturerna och funktionerna i proteinsyntesmaskineriet är emellertid jämförbara från bakterier till mänskliga celler. Översättning kräver inmatning av en mRNA Mall, ribosomer, tRNAs, och olika enzymatiska faktorer.

polysomer

redan innan en mRNA översätts måste en cell investera energi för att bygga var och en av sina ribosomer. I E., coli, det finns mellan 10 000 och 70 000 ribosomer närvarande i varje cell vid varje given tidpunkt. En ribosom är en komplex makromolekyl bestående av strukturella och katalytiska rRNAs, och många olika polypeptider. I eukaryoter är nukleolen helt specialiserad för syntes och montering av rRNAs.

ribosomer finns i cytoplasman i prokaryoter och i cytoplasman och grov endoplasmatisk retikulum i eukaryoter., Mitokondrier och kloroplaster har också sina egna ribosomer i matrisen och stroma, som ser mer ut som prokaryotiska ribosomer (och har liknande läkemedelskänslighet) än ribosomerna precis utanför deras yttre membran i cytoplasman. Ribosomer dissocierar till stora och små subenheter när de inte syntetiserar proteiner och omorganiserar under översättningens början. I E. coli beskrivs den lilla subenheten som 30S, och den stora subenheten är 50S, för totalt 70S (kom ihåg att Svedberg-enheter inte är additiva)., Mammalian ribosomer har en liten 40S subenhet och en stor 60S subenhet, för totalt 80S. den lilla subenheten är ansvarig för att binda mRNA-mallen, medan den stora subenheten binds sekventiellt tRNAs. Varje mRNA-molekyl översätts samtidigt av många ribosomer, alla syntetiserande protein i samma riktning: läser mRNA från 5′ till 3′ och syntetiserar polypeptiden från N-terminalen till C-terminalen. Den kompletta mRNA / poly-ribosomstrukturen kallas en polysom.,

tRNAs

tRNAs är strukturella RNA-molekyler som transkriberades från gener genom RNA-polymeras III. beroende på arten finns 40 till 60 typer av tRNAs i cytoplasman. Överföring RNAs fungerar som adaptermolekyler. Varje tRNA bär en specifik aminosyra och känner igen en eller flera av de mRNA-kodon som definierar ordningen av aminosyror i ett protein. Aminoacyl-tRNAs binder till ribosomen och lägger motsvarande aminosyra till polypeptidkedjan. Därför är tRNAs de molekyler som faktiskt ”översätter” RNA-språket till proteinets språk.,

av 64 möjliga mRNA—kodon—eller triplettkombinationer av A, U, G och C-tre specificerar uppsägning av proteinsyntes och 61 specificerar tillsats av aminosyror till polypeptidkedjan. Av dessa 61 kodar en kodon (AUG) också initieringen av översättning. Varje tRNA anticodon kan basera par med en av mRNA kodon och lägga till en aminosyra eller avsluta översättning, enligt den genetiska koden., Till exempel, om sekvensen CUA inträffade på en mRNA Mall i rätt läsram, det skulle binda en tRNA uttrycker komplementär sekvens, GAU, som skulle kopplas till aminosyran leucin.

som adaptermolekylerna för översättning är det förvånande att tRNAs kan passa så mycket specificitet i ett så litet paket. Anser att tRNAs behöver interagera med tre faktorer:

1. De måste erkännas av den rätt aminoacyl synthetase.
2. de måste erkännas av ribosomer.
3. de måste binda till rätt sekvens i mRNA.,

Aminoacyl tRNA-Syntetaser

processen med pre-tRNA-syntes genom RNA-polymeras III skapar endast rna-delen av adaptermolekylen. Motsvarande aminosyra måste tillsättas senare, när tRNA bearbetas och exporteras till cytoplasman. Genom processen med tRNA ”laddning” är varje tRNA-molekyl kopplad till sin korrekta aminosyra med en av en grupp enzymer som kallas aminoacyl tRNA-syntetaser. Minst en typ av aminoacyl tRNA synthetase finns för var och en av de 20 aminosyror; det exakta antalet aminoacyl tRNA synthetases varierar mellan olika arter., Dessa enzymer binder först och hydrolyserar ATP för att katalysera en högenergibindning mellan en aminosyra och adenosinmonofosfat (AMP); en pyrofosfatmolekyl utvisas i denna reaktion. Den aktiverade aminosyran överförs sedan till tRNA, och AMP frigörs. Termen ”laddning” är lämplig, eftersom den högenergibindning som fäster en aminosyra till dess tRNA senare används för att driva bildandet av peptidbindningen. Varje tRNA är uppkallad efter sin aminosyra.

bidra!,

förbättra denna sida mer