Terjemahan proses DNA dalam eukaryotas dan prokariot

The Terjemahan DNA Ia adalah proses yang mana maklumat yang terkandung di dalam utusan yang dihasilkan semasa transkrip.

Dari perspektif selular, ungkapan gen adalah perkara yang agak kompleks yang berlaku dalam dua langkah: transkripsi dan terjemahan.

Terjemahan RNA yang dimediasi oleh ribosom (sumber: ladyofhats / domain awam, melalui Wikimedia Commons)

Semua gen yang dinyatakan (sama ada atau tidak pengekodan untuk urutan peptida, iaitu, protein) pada mulanya berbuat demikian dengan memindahkan maklumat yang terkandung dalam urutan DNAnya kepada messenger Mer molecula (RNAM) melalui proses yang dipanggil transkripsi.

Transkrip ini dicapai oleh enzim khas yang dikenali sebagai polimerase RNA, yang menggunakan salah satu helai pelengkap DNA gen sebagai acuan untuk sintesis molekul "pra-arnm", yang kemudiannya didakwa untuk membentuk matang.

Bagi gen yang menyandarkan protein, maklumat yang terkandung dalam RNM matang adalah "dibaca" dan diterjemahkan dalam asid amino mengikut kod genetik, yang menentukan triplet codon atau nukleotida yang sepadan dengan setiap asid amino tertentu.

Oleh itu, spesifikasi urutan asid amino protein bergantung kepada urutan awal asas nitrogen dalam DNA yang sepadan dengan gen dan kemudian dalam RNA yang mengangkut maklumat dari nukleus ke sitosol (dalam sel eukariotik); proses yang juga ditakrifkan sebagai sintesis protein yang dipandu oleh RNM.

Memandangkan hakikat bahawa terdapat 64 kombinasi kemungkinan 4 asas nitrogen yang membentuk DNA dan RNA dan hanya 20 asid amino, asid amino boleh dikodkan oleh tiga kali ganda (kodon), jadi dikatakan bahawa kod genetik adalah " Degenerate "(Kecuali untuk metionin asid amino, yang dikodkan oleh codon AUG yang unik).

[TOC]

Terjemahan Eukaryota (Langkah-Proses)

Rajah sel eukaryot haiwan dan bahagiannya (Sumber: Alejandro Porto [CC0] melalui Wikimedia Commons)

Dalam sel -sel eukariotik transkripsi berlaku dalam nukleus dan terjemahan ke dalam sitosol, sehingga RNM yang dibentuk semasa proses pertama juga memenuhi fungsi dalam pengangkutan maklumat dari nukleus ke sitosol, di mana jentera biosintetik (ribosomes ).

Adalah penting untuk menyebutkan bahawa pemisahan transkripsi dan terjemahan dalam eukariota adalah benar untuk nukleus, tetapi ia tidak sama untuk organel dengan genom mereka sendiri seperti kloroplas dan mitokondria, yang mempunyai sistem yang lebih serupa dengan organisma prokariotik.

Sel -sel eukariotik juga mempunyai ribosom sitosol yang dilampirkan pada membran reticulum endoplasma (reticulum endoplasma kasar), di mana terjemahan protein yang dimaksudkan untuk dimasukkan ke dalam membran sel atau yang memerlukan pemprosesan post yang berlaku di dalam kompartemen.

- Pemprosesan RNM sebelum terjemahan mereka

RNM diubahsuai di hujungnya kerana mereka ditranskripsikan:

- Apabila akhir 5 'RNM muncul dari permukaan polimerase RNA II semasa transkripsi, ini "diserang" dengan segera oleh sekumpulan enzim yang mensintesis "hud" yang terdiri daripada 7-methyl guanilado dan yang disambungkan ke terminal Nukleotida RNM melalui 5 'Pautan Triffosphat, 5'.

Boleh melayani anda: Codon

- Akhir 3 'RNM menderita "Clivaje" oleh endonuclease, yang menghasilkan kumpulan hidroksil bebas 3' yang menyertai "Ristra" atau "Tail" sisa adenine (dari 100 hingga 250) yang ditambahkan pada yang sama Masa untuk enzim Poli (A) polimerase.

"Hood 5 '" dan "ekor Poli A "Mereka memenuhi fungsi dalam perlindungan molekul RNM terhadap kemerosotan dan, di samping itu, mereka bekerja dalam pengangkutan transkrip matang ke sitosol dan dalam permulaan dan penamatan terjemahan masing -masing.

COrte dan Empalme

Selepas transkripsi, RNM "primer" dengan dua ekstrem yang diubahsuai, masih terdapat dalam nukleus, melalui proses "pemotongan dan splicing" yang mana urutan intonik secara amnya dihapuskan dan exon yang dihasilkan disertai (pemprosesan post -regional), dengan apa transkrip matang yang meninggalkan nukleus dan mencapai sitosol diperolehi.

Potongan dan splicing dijalankan oleh kompleks riboproteik yang disebut Esplicleosoma (Anglicism of Spliceosome), dibentuk oleh lima ribonukleoprotein kecil dan molekul RNA, yang mampu "mengiktiraf" kawasan yang mesti dihapuskan dari transkrip utama.

Di banyak eukariota terdapat fenomena yang dikenali sebagai "pemotongan dan sendi alternatif", yang bermaksud bahawa pelbagai jenis pengubahsuaian post -registration boleh menyebabkan protein yang berbeza atau isoenzim yang berbeza antara satu sama lain dalam beberapa aspek urutan mereka.

- Ribosom

Apabila transkrip matang meninggalkan nukleus dan diangkut untuk terjemahan ke sitosol, ini diproses oleh kompleks translasi yang dikenali sebagai ribosom, yang terdiri daripada kompleks protein yang berkaitan dengan molekul RNA.

Ribosom terdiri daripada dua subunit, satu "besar" dan satu lagi "kecil", yang bebas dipisahkan di sitosol dan bergabung atau bersekutu pada molekul mRNA yang diterjemahkan.

Kesatuan antara ribosom dan mRNA bergantung kepada molekul RNA khusus yang dikaitkan dengan protein ribosom (RNA ribosomal atau RNA dan pemindahan atau RNA ARNT), masing -masing menjalankan fungsi tertentu.

ARNT adalah "penyesuai" molekul, kerana melalui salah satu hujung mereka, mereka boleh "membaca" setiap kodon atau triplet dalam RNA matang (oleh pelengkap pangkalan) dan melalui yang lain mereka boleh menyertai asid amino yang dikodkan oleh kodon "Baca".

Molekul RNR, sebaliknya, bertanggungjawab untuk mempercepatkan (memangkin) proses mengikat setiap asid amino dalam rantai peptida yang baru muncul.

RNM matang eukariotik boleh "dibaca" oleh banyak ribosom, seberapa banyak yang menunjukkan sel itu. Dengan kata lain, RNM yang sama boleh membawa kepada banyak salinan protein yang sama.

Memulakan codon dan bingkai bacaan

Apabila RNM yang matang didekati oleh subunit ribosom, kompleks riboproteik "mengimbas" urutan molekul tersebut sehingga codon permulaan mencari, yang selalu menjadi aug dan membayangkan pengenalan sisa methionine.

Ia boleh melayani anda: monoploidy: bagaimana ia berlaku, organisma, kekerapan dan utiliti

Codon AUG mentakrifkan bingkai bacaan untuk setiap gen dan, di samping itu, mentakrifkan asid amino pertama semua protein diterjemahkan ke dalam alam (asid amino ini sering dihapuskan pasca -translasi).

Kodon penamatan

Tiga kodon lain telah dikenal pasti sebagai yang mendorong penamatan terjemahan: UAA, UAG dan UGA.

Mutasi yang menyiratkan perubahan asas nitrogen dalam triplet yang mengkodekan untuk asid amino dan yang mengakibatkan kodon penamatan dikenali sebagai mutasi yang tidak bermakna, kerana ia menyebabkan penahanan awal proses sintesis, yang membentuk lebih pendek protein.

Kawasan bukan diterjemahkan

Berhampiran 5 'akhir molekul RNM yang matang terdapat kawasan yang tidak diterjemahkan (UTR, dari bahasa Inggeris Rantau yang tidak beragama), juga dipanggil urutan "pemimpin", yang terletak di antara nukleotida pertama dan permulaan terjemahan (Ogos).

Kawasan -kawasan UTR yang tidak diterjemahkan mempunyai tapak khusus untuk kesatuan dengan ribosom dan manusia, sebagai contoh, mereka mempunyai anggaran panjang 170 nukleotida, di antaranya terdapat kawasan pengawalseliaan, tapak mengikat protein yang bekerja dalam peraturan terjemahan, dll.

- Permulaan terjemahan

Terjemahan, serta transkripsi terdiri daripada 3 fasa: salah satu permulaan, satu lagi pemanjangan dan akhirnya salah satu penamatan.

Permulaan

Ia terdiri daripada perhimpunan kompleks translasi di RNM, yang meraih kesatuan tiga protein yang dikenali sebagai faktor inisiasi (jika, bahasa Inggeris Faktor permulaan) IF1, IF2 dan IF3 ke subunit kecil ribosom.

Kompleks "pre -initiation" yang dibentuk oleh faktor permulaan dan subunit ribosom kecil disatukan, dengan gilirannya, dengan arnt yang "memuatkan" sisa miel.

Acara ini membawa kepada kesatuan RNM dengan subunit ribosom yang besar, yang membawa kepada pembebasan faktor permulaan. Subunit besar ribosom mempunyai 3 tapak kesatuan untuk molekul ARNT: tapak A (asid amino), tapak p (polipeptida) dan tapak e (output).

Tapak A menyertai antikod aminoacil-arnt, yang melengkapi dengan mRNA yang diterjemahkan; Tapak P adalah di mana asid amino dipindahkan dari ARNT ke peptida yang baru lahir dan tapak S adalah di mana ia berada di ARNT "kosong" sebelum dibebaskan ke sitosol selepas menyampaikan asid amino.

Perwakilan grafik fasa permulaan dan pemanjangan terjemahan (Sumber: Jordan Nguyen/CC BY-S (https: // creativeCommons.Org/lesen/by-sa/4.0) melalui Wikimedia Commons)

Pemanjangan

Fasa ini terdiri daripada "pergerakan" ribosom di sepanjang molekul mRNA dan terjemahan setiap kodon yang "membaca" apa yang membayangkan pertumbuhan atau pemanjangan rantai polipeptida dalam kelahiran.

Proses ini memerlukan faktor yang dikenali sebagai faktor pemanjangan GTP dalam bentuk GTP, yang merupakan yang mendorong pemindahan faktor pemanjangan di sepanjang molekul RNM semasa ia diterjemahkan.

Boleh melayani anda: serpihan Okazaki

Aktiviti peptidil pemindahan RNA ribosom membolehkan pembentukan ikatan peptida antara asid amino berturut -turut yang ditambah ke rantai.

Penamatan

Terjemahan ini berakhir apabila ribosom memenuhi mana -mana kodon penamatan, kerana ARN tidak mengenali kodon ini (mereka tidak mengodkan asid amino). Protein yang dikenali sebagai faktor pelepasan juga disertai, yang memudahkan detasmen Ribosoma MR.

Terjemahan ProCary (lulus-proses)

Dalam prokariot, seperti dalam sel eukariotik, ribosom yang bertanggungjawab terhadap sintesis protein terdapat dalam sitosol (yang juga berlaku untuk jentera transkripsi), fakta yang membolehkan peningkatan pesat dalam kepekatan sitosolik protein apabila ekspresi gen yang Mengubahnya meningkat.

Walaupun ia bukan proses yang sangat biasa dalam organisma ini, RNM utama yang dihasilkan semasa transkripsi mungkin mengalami pematangan pasca pendaftaran melalui "pemotongan dan splicing". Walau bagaimanapun, yang paling biasa adalah untuk memerhatikan ribosom yang dilampirkan pada transkripsi utama yang menerjemahkannya pada masa yang sama seperti yang ditranskripsikan dari urutan DNA yang sepadan.

Memandangkan perkara di atas, terjemahan dalam banyak prokariot bermula dengan akhir 5 ', sejak akhir 3' mRNA kekal dikaitkan dengan DNA acuan (dan berlaku bersamaan dengan transkripsi).

Kawasan bukan diterjemahkan

Sel prokariotik juga menghasilkan RNM dengan kawasan yang tidak diterjemahkan yang dikenali sebagai "Kotak Shine-Dalgarno" dan urutan konsensus yang Aggagg. Seperti yang jelas, kawasan bakteria UTR jauh lebih pendek daripada sel -sel eukariotik, walaupun mereka menjalankan fungsi yang sama semasa terjemahan.

Proses

Dalam bakteria dan organisma prokariotik yang lain, proses terjemahan agak serupa dengan sel eukariotik. Ia juga terdiri daripada tiga fasa: permulaan, pemanjangan dan penamatan, yang bergantung kepada faktor prokariotik tertentu, berbeza dengan yang digunakan oleh eukariot.

Pemanjangan, sebagai contoh, bergantung kepada faktor pemanjangan yang dikenali sebagai EF-TU dan EF-TS, bukannya faktor eukariotik g.

Rujukan

1. Alberts, b., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberts, k., & Walter, p. (2007). Biologi molekul sel. Sains Garland. New York, 1392.
2. Clay, s. & Coklat, w. (2008) Terjemahan: DNA ke mRNA ke protein. Pendidikan Alam 1 (1): 101.
3. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, d. T., & Miller, J. H. (2005). Pengenalan kepada Analisis Genetik. Macmillan.
4. Lodish, h., Berk, a., Kaiser, c. Ke., Krieger, m., Scott, m. P., Bretscher, a.,... & Matsudaira, p. (2008). Biologi sel molekul. Macmillan.
5. Nelson, d. L., Lehninger, a. L., & Cox, m. M. (2008). Prinsip Biokimia Lehninger. Macmillan.
6. Rosenberg, l. Dan., & Rosenberg, D. D. (2012). Gen dan Genom Manusia: Sains. Kesihatan, Masyarakat, 317-338.