A fehérjeszintézis fázisai, részletesen 【2021】

Az első két lépés, amelyben a fehérjeszintézis folyamat felosztható, fehérje transzkripciónak nevezik, amely után a messenger RNS második fázisa vagy transzlációja megy végbe.

A fehérjeszintézis lépései

  1. A fehérjeszintézis folyamata a messenger RNS (ezentúl mRNS) kodonjait (nukleotid triplettjeit) a fehérjék polipeptidláncát alkotó 20 esszenciális aminosav kódjává alakítja.
  2. Az mRNS transzlációs folyamat annak 5 'végén kezdődik és a 3' végén fejeződik be.
  3. A folyamat során a polipeptidlánc szintetizálódik az amino-terminális végétől (ezentúl N-terminális) a karboxi-terminálisáig (C-terminális mostantól).

Gyakorlatilag nincs szignifikáns különbség a fehérjeszintézis különböző fázisaiban, amelyek a prokarióta és az eukarióta sejtekben játszódnak le.

A fehérjeszintézis fő szakaszai

  1. Megindítás, inicializálás
  2. Megnyúlás
  3. Megszüntetés

A legtöbb tekintetben a fehérjeszintézis folyamata az eukarióta sejtekben ugyanazokat a lépéseket követi, mint a prokariótákban. Vannak azonban sajátos különbségek, amelyeket ki kell emelni.

Például prokarióta sejtekben a transzláció még a transzkripció befejezése előtt megkezdődik.

A fehérjeszintézis kezdeti fázisa

Az első szakasz, amely a fehérjeszintézis folyamat része, az iniciáció, amely magában foglalja a transzlációs rendszer komponenseinek egyesülését és megelőzi a peptidkötések kialakulását.

Ezek a komponensek, amelyek beavatkoznak a fehérjeszintézis első szakaszába, a következők:

  • A lefordított mRNS.
  • A két riboszomális alegység (nagy és kicsi alegység).
  • Az amino-acil tRNS, amelyet az mRNS első kodonja határoz meg.
  • Guanozin-trifoszfát (GTP), amely energiát szolgáltat a folyamat során (az eukarióta sejtekhez adenozin-trifoszfátra is szükség van).
  • Kezdeti tényezők, amelyek lehetővé teszik ennek a komplex fázisnak az összeállítását. Pontosabban, a prokarióta sejteknek 3 iniciációs faktoruk van (IF-1, IF-2 és IF-3), míg az eukariótáknak több mint tíz faktoruk van, amelyeket IF előtaggal jelölnek.

Két mechanizmus vesz részt a nukleotidszekvencia (AUG) riboszóma általi felismerésében, amely valójában megindítja a transzlációt:

1. Shine-Dalgarno szekvencia (SD)

Az Escherichia coli-ban egy olyan szekvencia figyelhető meg, amely nagy százalékban tartalmaz purin nukleotid bázisokat, amelyet Shine-Dalgarno szekvenciának neveznek. Ez a régió nagyon közel van az mRNS-molekula 5'-végéhez, és 6 és 10 bázis között van a start kodon felett. Az ribosomális kis alegység rRNS 16S komponense az SD szekvencia komplementerével rendelkezik a 3 'vége közelében. Ily módon a két komplementer szekvencia összekapcsolható, ami megkönnyíti a riboszomális 30S alegység pozícionálódását az mRNS-ben az iniciációs kodon közelében.

Ez a mechanizmus kissé eltér az eukarióta sejtek esetében, mivel nem rendelkeznek SD szekvenciákkal. Valójában bennük az IF-4 iniciációs faktor segítségével a 40S riboszomális alegység az úgynevezett "cap" struktúrához közel kötődik az mRNS 5 'végén, és ezt követően mozog lefelé az mRNS szekvenciájában. megfelel a start kodonnak. Mindenesetre ez a folyamat megköveteli az adenozin-trifoszfát (ATP) végrehajtását.

2. Iniciációs kodon (AUG)

Az AUG triplett iniciálását a tRNS-ben található speciális indikátor ismeri fel. A prokarióta sejtek esetében ezt a folyamatot megkönnyíti az IF-2-GTP, míg az eukariótákban maga az IF-2-GTP, más további IF-kkel együtt. Ezután a megterhelt iniciátor tRNS-t a riboszóma kicsi alegységének P helyéhez közelítjük. Baktériumoknál (és mitokondriumokban) a metionin kötődve marad az iniciátor tRNS-hez, és ezt követően egy formilcsoport széndonorként működik, így egy N-terminális metionin azután megkötődik az említett tRNS-sel.

Az eurkariotikus sejtekben a iniciátor tRNS nem formilezett metionint szolgáltat. Mindenesetre mindkét sejttípusban az 5'-véghez kapcsolódó N-terminális metionint éppen a transzlációs folyamat végén távolítjuk el. A beavatás utolsó lépésében a legnagyobb riboszomális alegység az újonnan képződött komplexhez kötődik, ami egy teljesen funkcionális riboszómát eredményez. Ennek a komplexnek tRNS-terhelése van a P és egy másik üres helyen.

A fehérjeszintézis ezen szakaszában a GTP-ben lévő energiát felhasználják az SI-2-ben, amely hidrolizálva képes átalakítani GDP-vé. Az IF-2-PIB reaktiválását guanin-nukleotidcsere-faktor segíti elő.

A fehérjeszintézis első fázisa

A fehérjeszintézis első lépését ún átírás

Valójában a DNS messenger RNS-vé (ezentúl mRNS-be) történő átírására utal, amelynek elengedhetetlenül szükségesnek kell lennie a folyamat megkezdéséhez.

A transzkripció során a gének DNS-ében kódolt utasításokat átírják a ribonukleinsav (RNS) nukleotidszekvenciájának kódjába.

fehérjeszintézis

Melyek az átírás eredményei?

A legtöbb kódolt gén átíródik mRNS-be.

Van azonban néhány kivétel, mivel bizonyos kódolt géneket más, különböző típusú RNS-molekulákba írnak át, mivel elengedhetetlenek ahhoz, hogy a sejt sikeresen kifejlessze a fehérjeszintézis folyamatát, amelyről ebben a cikkben beszélünk.

Ezeket az RNS-típusokat riboszomális RNS-ként (a továbbiakban rRNS-ként) és transzfer-RNS-ként ismerjük (tRNS a következő sorokban).

Melyek azok a szakaszok, amelyekben az átírás folyamata fel van osztva?

Míg az egyes szintetizált mRNS-molekulák transzlációját elvégezzük, a DNS-szerkezet egyik kettős spirálláncát használjuk, mintha templát lenne.

Általában ezt a láncot az általa végrehajtott funkció miatt „sablonláncnak” nevezik. Ezen a ponton elmondhatjuk, hogy az átírási folyamat három különböző szakaszra oszlik, amelyek a következők:

  1. Megindítás, inicializálás
  2. Megnyúlás
  3. Megszüntetés

A transzkripciós folyamat a prokarióta sejtekben eltér az eukarióta sejtektől

Az eukarióta sejtekben a DNS-molekulában található genetikai anyag megtalálható a sejtmagban.

Ezért az ilyen típusú sejtekben a transzkripciós folyamatot ezen a helyen kell végrehajtani. Ebben az értelemben meg lehet erősíteni, hogy ez akkor fordul elő, amikor a DNS-molekulák úgy épülnek fel, hogy két spirális antiparallel láncot alkotnak, amelyek dezoxiribóz-cukorból épülnek fel, amely csak dezoxiribóz-néven is ismert, és egy foszfátból.

Mindkét elem valóban erős kovalens foszfodiészter kötésekkel van összekapcsolva. Ezenkívül mindegyik dezoxiribonukleotid rendelkezik a négy nitrogénbázis egyikével, amelyek az adenin, a guanin, a citozin és a timin kapcsolódnak egy dezoxiribóz szénatomhoz.