Oversettelse av DNA -prosess i eukaryotas og prokaryoter

De DNA -oversettelse Det er prosessen som informasjonen i budbringerne produsert under transkripsjon.

Fra det cellulære perspektivet er uttrykket av et gen en relativt kompleks sak som oppstår i to trinn: transkripsjon og oversettelse.

RNA -oversettelse formidlet av et ribosom (kilde: Ladyofhats / Public Domain, via Wikimedia Commons)

Alle gener som kommer til uttrykk (enten det.

Transkriptet oppnås ved spesielle enzymer kjent som RNA-polymeraser, som bruker en av de komplementære strengene av DNAet til genet som en form for syntesen av et "pre-Arnm" -molekyl, som deretter blir tiltalt for å danne en moden moden.

For gener som koder for proteiner, blir informasjonen i modne RNM "lest" og oversatt i aminosyrer i henhold til den genetiske koden, som spesifiserer hvilken kodon eller nukleotidtriplett tilsvarer hver spesielle aminosyre.

Spesifikasjonen av aminosyresekvensen til et protein avhenger derfor av den innledende sekvensen av nitrogenbaser i DNA som tilsvarer genet og deretter i RNA som transporterer informasjon fra kjernen til cytosol (i eukaryotiske celler); prosess som også er definert som syntese av protein som er guidet av RNM.

Med tanke på det faktum at det er 64 mulige kombinasjoner av de 4 nitrogenbasene som danner DNA og RNA og bare 20 aminosyrer, kan en aminosyre kodes av forskjellige tripletter (kodoner), så det sies at den genetiske koden er " degenerert "(bortsett fra aminosyremetioninet, som er kodet av en unik aug -kodon).

[TOC]

Eukaryota-oversettelse (trinn-prosesser)

Diagram over en dyr eukaryotcelle og dens deler (kilde: Alejandro Porto [CC0] via Wikimedia Commons)

I eukaryote celler foregår transkripsjonen i kjernen og oversettelsen til cytosol, slik at RNM -ene som dannes under den første prosessen også oppfyller en funksjon i transporten av informasjonen fra kjernen til cytosol, hvor det biosyntetiske maskineriet (ribosomer ).

Det er viktig å nevne at avdelingen av transkripsjon og oversettelse i eukaryoter er sant for kjernen, men det er ikke det samme for organeller med sitt eget genom som kloroplaster og mitokondrier, som har mer like systemer som de prokaryotiske organismer.

Eukaryote celler har også cytosoliske ribosomer festet til membranene i det endoplasmatiske retikulum (grov endoplasmatisk retikulum), der oversettelsen av proteinene som er ment å bli satt inn i cellemembraner eller som krever post -translasjonell prosessering som i sagt av cellemembraner.

- RNM -behandling før deres oversettelse

RNM -er er modifisert i endene når de er transkribert:

- Når 5'-enden av RNM dukker opp fra overflaten av RNA-polymerase II under transkripsjon, blir dette "angrepet" umiddelbart av en gruppe enzymer som syntetiserer en "hette" sammensatt av 7-metylguanilado og som er koblet til terminalen Nukleotid av RNM gjennom en 5 'triffosfatkobling, 5'.

Kan tjene deg: kodon

- 3 'enden av RNM lider av en "clivaje" med en endonuklease, som genererer en gratis hydroksylgruppe 3' som blir med en "ristra" eller "hale" av adeninavfall (fra 100 til 250) som er lagt til en på samme tid for et enzym Poly (A) Polymerase.

"Hood 5" "og" halen Poly A ”de oppfyller funksjoner i beskyttelsen av RNM -molekyler mot nedbrytning, og i tillegg jobber de i transport av modne transkripsjoner til cytosol og i initiering og avslutning av oversettelsen henholdsvis.

COrte og Empalme

Etter transkripsjonen passerer de "primære" RNM -ene med sine to modifiserte ytterpunkter, som fremdeles er til stede i kjernen, gjennom en "kutt og skjøting" -prosess som intronics -sekvenser generelt elimineres og de resulterende eksonene blir forbundet med (post -regional prosessering), Med hva de modne transkripsjonene som forlater kjernen og når cytosol, oppnås.

Kuttet og spleisingen utføres av et riboproteic -kompleks kalt Esplicleosoma (Anglisisme av Spliceosom), dannet av fem små ribonukleoproteiner og RNA -molekyler, som er i stand til å "gjenkjenne" regionene som må elimineres fra primærutskriften.

I mange eukaryoter er det et fenomen kjent som "skjæring og alternativ ledd", noe som betyr at forskjellige typer post -registrasjonsmodifikasjoner kan forårsake forskjellige eller isoenzymproteiner som skiller seg fra hverandre i noen aspekter av sekvensene deres.

- Ribosomene

Når modne transkripsjoner forlater kjernen og transporteres for oversettelse til cytosol, blir disse behandlet av translasjonskomplekset kjent som ribosom, som består av et proteinkompleks assosiert med RNA -molekyler.

Ribosomene er sammensatt av to underenheter, en "stor" og en annen "liten", som fritt er dissosiert i cytosolen og blir med eller knytter til mRNA -molekylet som oversettes.

Foreningen mellom ribosomene og mRNA avhenger av spesialiserte RNA -molekyler som er assosiert med ribosomale proteiner (ribosomalt RNA eller RNA og overføring eller ARNT RNA), som hver utøver spesifikke funksjoner.

Arnt er molekylære "adaptere", fordi de gjennom en av endene deres kan "lese" hvert kodon eller triplett i det modne RNA (ved komplementaritet av baser), og gjennom den andre kan de bli med på aminosyren som er kodet av kodonet "lest".

RNR -molekyler er derimot ansvarlige for å akselerere (katalysere) bindingsprosessen for hver aminosyre i den begynnende peptidkjeden.

En eukaryotisk moden RNM kan "leses" av mange ribosomer, så mange ganger som cellen indikerer den. Med andre ord, den samme RNM kan føre til mange kopier av samme protein.

Startkodon og leseramme

Når en moden RNM nærmer seg av ribosomale underenheter, "skanner" riboprote -komplekset "sekvensen til nevnte molekyl inntil et startkodon finner, som alltid er august og innebærer introduksjon av en metioninrest.

Det kan tjene deg: monoploidi: hvordan det skjer, organismer, frekvens og nytteverdi

AUG -kodonet definerer leserammen for hvert gen, og definerer i tillegg den første aminosyren av alle proteiner oversatt til naturen (denne aminosyren blir ofte eliminert etter -translasjonelt).

Termineringskodoner

Tre andre kodoner er blitt identifisert som de som induserer oversettelsesavslutning: UAA, UAG og UGA.

De mutasjonene som innebærer en endring av nitrogenbaser i tripletten som koder for en aminosyre og som resulterer i termineringskodoner er kjent som meningsløse mutasjoner, da de forårsaker for tidlig internering av synteseprosessen, som danner kortere kortere proteiner.

Ikke -overførte regioner

I nærheten av 5 'enden av de modne RNM -molekylene er det regioner som ikke er oversatt (UTR, fra engelsk Uovertredende region), også kalt "leder" -sekvenser, som er lokalisert mellom det første nukleotidet og starten av oversettelsen (AUG).

Disse UTR -regionene som ikke er oversatt har spesifikke steder for forening med ribosomer og mennesker, for eksempel har de en omtrentlig lengde på 170 nukleotider, blant dem det er reguleringsregioner, proteinbindingssteder som fungerer i reguleringen av oversettelsen osv.

- Start av oversettelsen

Oversettelsen, så vel som transkripsjonen består av 3 faser: en av innvielse, en annen av forlengelse og til slutt en av terminering.

Initiering

Det består av montering av translasjonskomplekset på RNM, som fortjener foreningen av tre proteiner kjent som initieringsfaktorer (hvis, av engelsk Initieringsfaktor) IF1, IF2 og IF3 til ribosomets lille underenhet.

"Pre -Initiation" -komplekset som er dannet av initieringsfaktorene og den lille ribosomale underenheten, er på sin side med en arnt som "laster" en metioninrest og dette settet med molekyler binder seg til RNAM, nær startkodonet august.

Disse hendelsene fører til RNM -foreningen med den store ribosomale underenheten, noe som fører til frigjøring av initieringsfaktorer. Den store underenheten til ribosomet har 3 fagforeningssteder for ARNT -molekyler: sted A (aminosyre), sted P (polypeptid) og sted E (utgang).

Nettsted A slutter seg til aminoacil-arnt antikod, som er komplementær til mRNA som er oversatt; P -stedet er der aminosyren overføres fra ARNT til det begynnende peptidet, og S -stedet er der det er i arnt “tom” før den slippes til cytosolen etter å ha levert aminosyren.

Grafisk representasjon av initierings- og forlengelsesfaser av oversettelsen (Kilde: Jordan Nguyen/CC BY-S (https: // CreativeCommons.Org/lisenser/by-SA/4.0) via Wikimedia Commons)

Forlengelse

Denne fasen består av "bevegelsen" av ribosom langs mRNA -molekylet og oversettelsen av hvert kodon som "leser" hva som innebærer vekst eller forlengelse av polypeptidkjeden i fødselen.

Denne prosessen krever en faktor kjent som GTPs forlengelsesfaktor i form av GTP, som er den som driver translokasjon av forlengelsesfaktorer langs RNM -molekylet mens den oversetter.

Kan tjene deg: Okazaki -fragmenter

Transferase -peptidilaktiviteten til ribosomale RNA tillater dannelse av peptidbindinger mellom påfølgende aminosyrer som tilsettes kjeden.

Avslutning

Oversettelsen slutter når ribosomet møter noen av termineringskodonene, siden ARN -ene ikke gjenkjenner disse kodonene (de koder ikke for aminosyrer). Proteiner kjent som frigjøringsfaktorer er også sammen med, noe som letter løsgjøringen av ribosoma MR.

Procary Translation (Passes-Processes)

I prokaryoter, som i eukaryote celler, finnes ribosomene som har ansvaret for proteinsyntese i cytosol (som også er sant for transkripsjonsmaskiner), et faktum som tillater den raske økningen i den cytosoliske konsentrasjonen av et protein når uttrykket av genene som koder for at det øker.

Selv om det ikke er en ekstremt vanlig prosess i disse organismer, kan den primære RNM produsert under transkripsjon lide etter -registrasjonsmodning gjennom "kutt og spleising". Imidlertid er det vanligste å observere ribosomer festet til den primære transkriberte som oversett det samtidig som det blir transkribert fra den tilsvarende DNA -sekvensen.

I lys av det ovennevnte begynner oversettelsen i mange prokaryoter med slutten 5 ', siden 3' enden av mRNA forblir knyttet til formen DNA (og oppstår samtidig med transkripsjonen).

Ikke -overførte regioner

Prokaryote celler produserer også RNM med ikke-oversatte regioner som er kjent som "Shine-Dalgarno Box" og hvis konsensus-sekvens er aggagg. Som det er tydelig, er UTR -regionene til bakterier betydelig kortere enn for eukaryote celler, selv om de utøver lignende funksjoner under oversettelse.

Prosess

Hos bakterier og andre prokaryote organismer er oversettelsesprosessen ganske lik den for eukaryote celler. Den består også av tre faser: initiering, forlengelse og avslutning, som er avhengig av spesifikke prokaryote faktorer, forskjellig fra de som brukes av eukaryoter.

Forlengelse avhenger for eksempel av forlengelsesfaktorer kjent som EF-TU og EF-T-TS, i stedet for den eukaryote faktoren G.

Referanser

1. Alberts, f., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberts, k., & Walter, P. (2007). Biologi av cellemolekylæren. Garland Science. New York, 1392.
2. Clay, s. & Brun, w. (2008) Oversettelse: DNA til mRNA til protein. Naturutdanning 1 (1): 101.
3. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, d. T., & Miller, J. H. (2005). En introduksjon til genetisk analyse. Macmillan.
4. Lodish, h., Berk, a., Kaiser, ca. TIL., Krieger, m., Scott, m. P., Bretscher, a.,… & Matsudaira, P. (2008). Molekylær cellebiologi. Macmillan.
5. Nelson, d. L., Lehninger, a. L., & Cox, m. M. (2008). Lehninger prinsipper for biokjemi. Macmillan.
6. Rosenberg, l. OG., & Rosenberg, D. D. (2012). Menneskelige gener og genomer: Vitenskap. Helse, samfunn, 317-338.