5 store stadier av proteinsyntese (forklart med diagram)

Noen av de viktigste stadiene av Proteinsyntese er: (a) Aktivering av aminosyrer, (b) Overføring av aminosyre til tRNA, (c) Initiering av polypeptidkjede, (d) Kjedestopping, (e) Proteintranslokasjon

Det er fem hovedstadier i proteinsyntese som krever en rekke komponenter i E. coli og andre prokaryoter.

Proteinsyntese i eukaryote celler følger det samme mønsteret med noen forskjeller.

De viktigste trinnene er:

(a) Aktivering av aminosyrer:

Denne reaksjonen oppstår ved binding av en aminosyre med ATP. Trinnet krever enzymer kalt amino acyl RNA syntetaser. På grunn av denne reaksjonsaminosyren (AA) og adenosintrifosfat (ATP), mediert av over enzym, dannes aminoacyl-AMP-enzymkompleks (figur 6, 40).

AA + ATP Enzyme -AA - AMP - enzymkompleks + PP

Det bør legges merke til at aminoacyl RNA syntetaser er spesifikke med forskjellige aminosyrer.

(b) Overføring av aminosyre til tRNA:

AA-AMP-enzymkomplekset som dannes reagerer med spesifikt tRNA. Dermed overføres aminosyre til tRNA. Som et resultat frigjøres enzymet og AMP.

AA-AMP-enzym Kompleks + tRNA-AA-tRNA + AMP-enzym

(c) Initiering av polypeptidkjede:

Oppladet tRNA skifter til ribosom (figur 6.41). Ribosomet består av strukturelle RNA og 80 forskjellige proteiner. Ribosome er stedet der proteinsyntese oppstår. MRNA binder seg til SOS-underenhet av ribosom av 70S-typen.

Det er allerede blitt diskutert at ribosomer består av et rRNA (ribosomalt RNA) og proteiner. Ribosome virker også som en katalysator (23sRNA i bakterier er enzym-ribozymet) for dannelsen av peptidbinding. Ribosomer består av to undergrenser, en større og en mindre.

Informasjonen for sekvensen av aminosyrer er tilstede i sekvensen av nitrogenbaserte baser av mRNA. Hver aminosyre er kodet for tre bokstavsord av nukleinsyre. Initieringen av polypeptidkjeden i prokaryoter fremkommer alltid av aminosyren metionin som regelmessig kodes av kodonet AUG, men sjelden også av GUG (for valin) som også initierer kodon. I prokaryoter er formulering av initierende aminosyremetionin essensielt krav.

Ribosomer har to steder for binding av amino-acyl-tRNA.

(Jeg) Amino-acyl eller A-sted (akseptorsted).

(Ii) Peptidyl site eller P site (donor site). Hvert område er sammensatt av bestemte deler av SOS- og 30S-underenheter. Det initierende formylmetionin-tRNA dvs. (AA, f Met tRNA) kan bare binde med P-sted (figur 6.41).

Det er imidlertid et unntak. Alle andre nykommende amino-acyl-tRNAer (AA ₂, AA ₃ -tRNA) binder til A-sted. Således er P-stedet det sted hvorfra tomt tRNA forlater og til hvilket voksende peptidyl-tRNA blir bundet.

I det første trinnet er det neste aminoacyl-tRNA bundet til kompleks av forlengelsesfaktor Tu, som inneholder et molekyl med bundet GTP, blir det resulterende amino-acyl-tRNA-Tu-GTP-komplekset nå bundet til 70S-initieringskomplekset. GTP hydrolyseres og Tu-GDP-kompleks frigjøres fra 70S ribosomet (Figur 6.42). Det nye aminoacyl-tRNA er nå bundet til aminoacyl- eller A-stedet på ribosomet.

I det andre forlengelsestrinnet dannes den nye peptidbindingen mellom aminosyrene hvis tRNA er lokalisert på A- og P-sidene på ribosomene. Dette trinnet skjer ved overføring av initierende formylmetionin-acylgruppe fra dens tRNA til aminogruppen av ny aminosyre som nettopp har kommet inn på A-stedet.

Peptiddannelsen katalyseres av peptidyltransferasen, et ribosomalt protein i 50S-underenhet. Et dipeptidyl-tRNA dannes på A-stedet og nå er tomt tRNA forblir bundet til P-stedet.

I tredje trinnet av forlengelse beveger ribosomet langs mRNA'en mot sin 3'-ende med en avstand av kodon (dvs. 1: a til 2: e kodon og 2: a til 3: e på mRNA). Siden dipeptidyl-tRNA fortsatt er festet til andre kodon (Fig. 6.43), beveger bevegelsen av ribosomer dipeptidyl-tRNA fra A-sted til P-stedet. Denne forskyvningen forårsaker frigivelsen av tRNA som er tom.

Nå er det tredje kodonet av mRNA på A-siden og det andre kodonet på P-stedet. Dette skiftet av ribosomer langs mRNA kalles translokasjonstrinn. Dette trinnet krever forlengelsesfaktor G (også kalt translokase). Og samtidig foregår hydrolyse av et annet GTP-molekyl. Hydrolysen av GTP gir energi for translokasjonen.

Ribosomet med dets vedlagte dipetidyl-tRNA og mRNA er klar for en annen forlengelsesyklus for å feste den tredje aminosyren (figur 6.44). Den finner sted på samme måte som tillegg av andre.

Som et resultat av denne repeterende virkningen for kjedeforlenging, forlenger polypeptidkjeden. Ettersom ribosomet beveger seg fra kodon til kodon langs mRNA mot sin 3'-ende, skal polypeptidkjeden av den siste aminosyren settes inn.

(d) Kjedestopp:

Terminering av polypeptid signaliseres av en av de tre terminale triplettene (kodonene) i mRNA. De tre terminale kodonene er UAG (Amber), UAA (Ocher) og UGA (Opal). De kalles også stoppesignaler.

På tidspunktet for terminering følger terminalkodonet umiddelbart den siste aminosyrekodonen. Etter dette frigjøres polypeptidkjeden, tRNA, mRNA. Underenhetene av ribosomer blir dissosiert.

Oppsigelse krever også aktivitetene med tre terminering eller utløsende faktorer kalt R, R og S.

(e) Protein-translokasjon:

To klasser av polyribosomer er blitt identifisert (figur 6.45).

(i) Gratis polyribosomer

(ii) Membranbundne polyribosomer.

For frie ribosomer fører terminering av proteinsyntese til frigjøring av fullført protein til cytoplasma. Noen av disse spesifikke proteinene translokeres til mitokondrier og kjerne ved spesiell type mekanismer.

På den annen side, i membranbundne polyribosomer, er polypeptidkjeden som vokser på mRNA satt inn i lumen av ER-membran. Noen av disse proteinene blir en integrert del av membranen.

Likevel blir få proteiner frigjort i lumen og innlemmet i vesikler av Golgi kropp. De kan endres som glykosylering, dvs. tilsetning av sukkerrester. Vesikler utgjorde således sikring med plasmamembranen og til slutt frigjøres disse proteinene ut.