Gensko prevajanje: Razlika med redakcijama

Izbrisana vsebina Dodana vsebina
Luckas-bot (pogovor | prispevki)
m r2.7.1) (robot Dodajanje: gl:Tradución (proteínas)
Marko3 (pogovor | prispevki)
Brez povzetka urejanja
Vrstica 1:
[[Slika:Ribosome mRNA translation en.svg|thumb|Prikaz prevajanja RNK in sinteze beljakovine na ribosomu.]]
'''Gensko prevajanje''' ali '''translacija''' je faza v procesu genske ekspresije, pri čemer se mRNK prevede v [[beljakovina|beljakovino]].
'''Prevajanje''' ('''translacija''') '''RNK''' je proces, v katerem se določeno zaporedje baz v molekuli [[sporočilna RNK|sporočilne RNK]] (mRNK) med sintezo [[beljakovina|beljakovine]] prevede v zaporedje [[aminokislina|aminokislin]] v [[polipeptid]]u.<ref>http://lsm1.amebis.si/lsmeds/novPogoj.aspx?pPogoj=translacija, SLovenski medicinski e-slovar, vpogled: 24. 10. 2011.</ref>
 
Informacijo o zapisu za določeno beljakovino nosi [[DNK]], in sicer v obliki linearnega zapisa baz ([[adenin]], [[timin]], [[gvanin]], [[citozin]]). Ta informacija se prepiše v enoverižno mRNK, kjer je zapis podoben kot pri DNK, le da gre delno za druge [[nukleotid]]e (adenin, [[uracil]], gvanin, citozin). Beljakovine pa so sestavljene iz linearnega zaporedja aminokislin in nastanejo na osnovi mRNK. Tako gre nekako za dva različna jezika zapisov, jezik nukleotidov v DNK in RNK ter jezik aminokislin v beljakovinah in informacijo je treba prevesti – zato se proces prepisa mRNK v aminokislinsko zaporedje imenuje prevajanje.<ref>Boyer R.: Temelji biokemije, Ljubljana, Študentska založba 2005. Str. 36.</ref>
 
== Osnovni mehanizem ==
[[Slika:translation.gif|thumb|300px|Na ribosomu poteka prevajanje beljakovine, ki se izloča v endoplazemski retikulum. tRNA je označena temno mordo.]]
[[Slika:TRNA-Phe yeast 1ehz.png|thumb|Terciarna zgradba tRNA. <font color="orange">''CCA-rep''</font> oranžno, <font color="purple">''akceptorsko deblo''</font> vijoličasto, <font color="red">''krak D''</font> rdeče, <font color="blue">''antikodonski krak''</font> modro z ''antikodonom'' v črnem, <font color="green">''krak T''</font> zeleno.]]
 
Sporočilna RNK prenaša genetsko informacijo od [[kromosom]]ov do ribosomov v obliki [[ribonukleinska kislina|ribonukleinskega]] zapisa. [[Ribonukleotid]]i se s pomočjo prevajalskega ustroja »prevajajo« v obliki treh zaporednih nukleotidov, ki se imenuje [[kodon]]i. Vsak kodon zapisuje določeno aminokislino. Na molekulah ribosomov se tako mRNA prepiše v določeno zaporedje aminokislin. Ribosom sestoji iz več sestavnih delov in vsebuje ribosomsko RNK ter beljakovine. V teh beljakovinskih »tovarnah« se aminokisline združijo v beljakovine. Prenašalna RNK (tRNK) so majne, nekodirajoče verige RNK (74–93 nukleotidov), ki prinašajo aminokisline na ribosome. tRNK vsebuje mesto, na katero je vezana aminokislina, in mesto, imenovano [[antikodon]]. Antikodon je ribonukleotidna trojica (triplet), ki opredeljuje aminokislino, ki jo dotična tRNA prenaša.
 
Vezavo določene tRNA in aminokisline katalizira [[encim]] [[aminoacil-tRNA-sintetaza]]. Antikodon prenašalne RNK definira, katera aminokislina se bo vezala nanjo. Produkt vezave tRNK in aminokisline je molekula [[aminoacil-tRNA]]. Le-ta potuje v notranjost ribosoma, kjer se na kodon sporočilne RNK veže določena prenašalna RNK (kodon sporočilne RNK in antikodon prenašalne RNK sta komplementarna). Aminokislina, vezana na tRNK, se porabi za sintezo beljakovine. Ko se nova aminokislina doda nastajajoči polipeptidni verigi, se ribosom premakne po mRNK za en kodon proti 3'-koncu. Proces prevajanja zahteva velike količine energije. Hitrost prevajanja je znatno večja v [[evkariontska celica|evkariontskih celicah]] (največ 17–21 aminokislin na sekundo) v primerjavi s [[prokariontska celica|prokariontskimi celicami]] (največ 6–9 aminokislin na sekundo).<ref>{{cite journal |author=Ross JF, Orlowski M |title=Growth-rate-dependent adjustment of ribosome function in chemostat-grown cells of the fungus ''Mucor racemosus'' |journal=J. Bacteriol. |volume=149 |issue=2 |pages=650–3 |year=1982 |month=|pmid=6799491 |pmc=216554 }}</ref>
 
== Pri prokariontih ==
 
=== IniciacijaZačetna stopnja ali iniciacija ===
 
V tej fazi nastopajo različni elementi: a) spočilna oziroma informacijska [[ribonukleinska kislina|RNK]] (mRNK); b) mala in velika podenota [[ribosom]]a; c) iniciacijski faktorji (IF-1, IF-2 in IF-3); d) startnazačetna [[ribonukleinska kislina|tRNK]], na katero je vezan N-formil-metionin; e) gvanozin trifosfat (GTP).
 
V času ko na ribosomu ne poteka sinteza beljakovin, sta mala (30S) in velika (50S) podenota v t. i. dinamičnem ravnovesju – podenoti se nenehno združujeta in ločujeta. To onemogoča mRNK, da bi se vezala na malo podenoto. Na tem mestu nastopi iniciacijski faktor 3. IF-3 se veže na malo podenoto, s tem onemogoči, da bi se podenoti ponovno združili in istočasno omogoči, da se veže na mRNK. Pri vezavi ribosoma na mRNK je pomembno predvsem Shine-Dalgarnovo zaporedje, ki se poveže s komplementarnimi [[nukleotid]]i v rRNK 16S. Nato se f-Met-tRNK veže na začetni [[kodon]] (po navadi AUG), za kar je potreben IF-2 na katerega je vezan GTP. Startna tRNK se (za razliko od ostalih tRNK, ki se vežejo na mesto A) veže na mesto P. IF-1 nadalje ojača disociacijo med malo in veliko podenoto ter onemogoča, da bi se na mesto A vezale aminoacil tRNK. Nazadnje se IF-3 odcepi in omogoči veliki podenoti, da se združi z malo podenoto. GTP se hidrolizira v GDP in IF-2 ter IF-1 zapustita ribosom. Velika podenota se veže na malo in nastane iniciacijski kompleks 70S.
 
Iniciacijo lahko na kratko povzamemo v treh korakih. Sprva se na ribosom veže mRNK, nato se startna tRNK veže na začetni kodon in nazadnje se velika podenota poveže z malo.
 
=== ElongacijaPodaljševanje ali elongacija ===
 
Elongacijo lahko prav tako razdelimo na tri dele: vezava tRNK, peptidilni prenos in translokacija. Elementi, ki sodelujejo pri elongaciji: a) kompleks 70S; b) tRNK na katere so vezane [[aminokislina|aminokisline]]; c) elongacijski faktorji (EF-T, EF-Tu in EF-G); d) GTP.
Vrstica 17 ⟶ 28:
Sprva se tRNK z aminokislino veže na mRNK, za to pa potrebuje pomoč EF-Tu. Na EF-Tu je vezan GTP in skupaj s tRNK tvorijo tridelni kompleks. Ta kompleks vstopi v ribosom na mesto A, kjer se tRNK z antikodonom veže na ustrezen kodon mRNK. Ko kompleks vstopi na mesto A, se GTP pretvori v GDP in kompleks EF-Tu—GDP se disociira. EF-T regenerira kompleks v EF-Tu—GTP. Sledi peptidilni prenos, pri čemer med AK nastane peptidna vez; pri tem se AK odcepi od tRNK, ki se nahaja na mestu P. Peptidilni prenos katalizira rRNK 23S, ki je del velike podenote. Zadnji korak je translokacija. Pri tem se mRNK premakne v smeri od 5' proti 3' koncu tako, da se tRNK, ki je bila prej na mestu A, premakne na mesto P; tRNK z mesta P pa na izhodno mesto (mesto E) in zapusti ribosom. Translokacija zahteva EF-G in hidrolizo GTP v GDP. Mesto A tako ostane prazno, a ga kmalu zasede nova tRNK in cikel se ponovi.
 
=== Zaključna stopnja ali terminacija ===
=== Terminacija ===
 
TranslacijaPrevajanje se konča, ko ribosom sreča končno zaporedje. Na končno zaporedje se ne veže nobena tRNK, saj nima nobena komplementarnega antikodona. Namesto tega se na mesto A vežejo t. i. sprostitveni dejavniki (»release factors« - RF). Na končni kodon se veže ali RF1 ali RF2; RF3 pa z GTP tvori kompleks in se veže na ribosom. Sprostitveni faktorji spodbudijo odcepitev polipeptidne verige od tRNK, pri tem pa se GTP hidrolizira v GDP. Dodatni faktorji pomagajo sprostiti tRNK in mRNK iz ribosoma ter ločiti podenoti.
 
== Pri evkariontih ==
 
Pri [[evkarionti]]h poteka translacijaprevajanje na splošno precej podobno kot pri [[prokarionti]]h z nekaj razlikami.
 
Evkariontska mRNK ne vsebuje Shine-Dalgarnovega zaporedja, pač pa se ribosom z iniciacijskimi faktorji veže na kapo 5' -konca in nato premika v smeri 5'-3' dokler ne doseže začetnega kodona. Prepoznavo začetnega kodona ojača Kozakovo (skupno) zaporedje. Pri evkariontih sodeluje več iniciacijskih faktorjev. Nekateri prepoznajo kapo na 5' -koncu in tako omogočijo vezavo male podenote na mRNK, spet drugi posedujejo helikazno aktivnost in odstranjujejo sekundarne strukture na 5' -koncu ter tako omogočijo, da se ribosom nemoteno premika do začetnega kodona. Poli(A) -rep na 3' -koncu prav tako sodeluje pri iniciaciji. Beljakovine vezane na ta konec stopajo v interkacijo z beljakovinami, ki se nahajajo na 5' -koncu in tako ojačajo vezavo ribosoma na mRNK. Obstaja tudi t. i. od kape neodvisna iniciacija. Pri tem mRNK vsebuje notranje vhodno mesto za ribosom, kar omogoča, da se ribosom neposredno veže na začetni kodon.
 
Pri terminaciji sodelujeta zgolj dva sprostitvena dejavnika (eRF1 in eRF2). eRF1 se veže na končni kodon, eRF2 na katerega je vezan GTP pa spodbudi sprostitev polipeptida iz ribosoma.
Vrstica 42 ⟶ 53:
Proteini so po translaciji lahko podvrženi še raznim modifikacijam. Odstrani se lahko formilna skupina in metionin; v nekaterih primerih tudi signalno zaporedje. Nekateri proteini za aktivacijo potrebujejo vezane [[ogljikovi hidrati|ogljikove hidrate]]. Proteini se zvijejo v pravilno obliko, vendar nekateri za to potrebujejo pomoč molekulskih šaperonov.
 
== BibliografijaViri ==
{{seznam_referenc}}
 
# Lewin, Benjamin (2004). Genes VIII, International Edition, Upper Saddle River: Pearson/Prentice Hall.
# Pierce, B.A. (2003). Genetics - A Conceptual Approach, New York : Freeman.