Översättning av DNA -process i eukaryotas och prokaryoter

De DNA -översättning Det är den process som informationen i de budbärare som produceras under transkriptet.

Ur cellulärt perspektiv är uttrycket av en gen en relativt komplex fråga som inträffar i två steg: transkription och översättning.

RNA -översättning medierad av en ribosom (källa: Ladyofhats / Public Domain, via Wikimedia Commons)

Alla gener som uttrycks (oavsett om det kodar för peptidsekvenser eller inte, det vill säga proteiner) gör det initialt genom att överföra informationen i dess DNA -sekvens till en messenger Mer Molecula (RNAM) genom en process som kallas transkription.

Transkriptet uppnås av speciella enzymer som kallas RNA-polymeraser, som använder en av de komplementära strängarna i DNA i genen som en form för syntesen av en "pre-arnm" -molekyl, som därefter åtalas för att bilda ett moget moget moget.

För gener som kodar om proteiner är informationen i mogen RNM "läsning" och översätts i aminosyror enligt den genetiska koden, som anger vilken kodon eller nukleotid triplett som motsvarar varje speciell aminosyra.

Specifikationen av aminosyrasekvensen för ett protein beror därför på den initiala sekvensen av kvävebaser i DNA som motsvarar genen och sedan i RNA som transporter sade information från kärnan till cytosolen (i eukaryota celler); process som också definieras som syntesen av protein styrd av RNM.

Med tanke på det faktum att det finns 64 möjliga kombinationer av de fyra kvävebaser som bildar DNA och RNA och endast 20 aminosyror, kan en aminosyra kodas av olika tripletter (kodoner), så det sägs att den genetiska koden är " Degenerate "(med undantag för aminosyrametioninen, som är kodad av ett unikt AUG -kodon).

[TOC]

Eukaryota-översättning (stegprocesser)

Diagram över en djur eukaryotcell och dess delar (källa: Alejandro Porto [CC0] via Wikimedia Commons)

I eukaryota celler sker transkriptionen i kärnan och översättningen till cytosolen, så att RNM: erna som bildas under den första processen också uppfyller en funktion i transporten av informationen från kärnan till cytosolen, där den biosyntetiska maskinerna (ribosomer ).

Det är viktigt att nämna att avdelning av transkription och översättning i eukaryoter är sant för kärnan, men det är inte detsamma för organeller med sitt eget genom, såsom kloroplaster och mitokondrier, som har mer liknande system som prokaryota organismer.

Eukaryota celler har också cytosoliska ribosomer fästa vid membranen i endoplasmatisk retikulum (grov endoplasmatisk retikulum), i vilken översättningen av proteinerna som är avsedda att sättas i cellmembran eller som kräver post -translationsbehandling som inträffar i nämnda fack inträffar inträffar inträffar förekommer.

- RNM -behandling före deras översättning

RNM: er modifieras i sina ändar när de transkriberas:

- När 5'-slutet av RNM kommer ut från ytan av RNA-polymeras II under transkription, "attackeras" omedelbart av en grupp enzymer som syntetiserar en "huva" som består av 7-metylguanilado och som är ansluten till terminalen Nukleotid av RNM genom en 5 'trifosfatlänk, 5'.

Kan tjäna dig: kodon

- 3 -slutet av RNM lider av en "clivaje" av ett endonukleas, som genererar en fri hydroxylgrupp 3 "som förenar en" ristra "eller" svans "av adeninavfall (från 100 till 250) som tillsätts en vid samma tid för ett enzym Poly (A) Polymeras.

"Hood 5 '" och "svansen Poly A ”De uppfyller funktioner i skyddet av RNM -molekyler mot nedbrytning och dessutom arbetar de i transport av mogna transkript till cytosolen och i initiering och avslutande av översättningen, respektive översättningen.

COrte och Empalme

Efter transkriptionen passerar de "primära" RNM: erna med sina två modifierade ytterligheter, fortfarande närvarande i kärnan, genom en "klippning och skarvning" -process genom vilken introniksekvenser i allmänhet elimineras och de resulterande exonerna förenas (post -regional bearbetning), Med vad de mogna transkripten som överger kärnan och når cytosolen erhålls.

Snittet och skarvningen utförs av ett riboproteic -komplex som kallas Esplikelosom (Anglicism of Splitte), bildad av fem små ribonukleoproteiner och RNA -molekyler, som kan "erkänna" de regioner som måste elimineras från det primära transkriptet.

I många eukaryoter finns ett fenomen som kallas "skärning och alternativ led", vilket innebär att olika typer av post -registrationsmodifieringar kan orsaka olika eller isoenzymproteiner som skiljer sig från varandra i vissa aspekter av deras sekvenser.

- Ribosomerna

När mogna transkript lämnar kärnan och transporteras för översättning till cytosol behandlas dessa av translationskomplexet som kallas ribosom, som består av ett proteinkomplex associerat med RNA -molekyler.

Ribosomerna består av två underenheter, en "stor" och en annan "liten", som fritt är dissocierade i cytosolen och förenar eller associeras på mRNA -molekylen som översätter.

Föreningen mellan ribosomerna och mRNA beror på specialiserade RNA -molekyler som är associerade med ribosomala proteiner (ribosomalt RNA eller RNA och överföring eller arnt RNA), var och en utövar specifika funktioner.

Arnt är molekylära "adaptrar", för genom ett av deras ändar kan de "läsa" varje kodon eller triplett i det mogna RNA (genom komplementaritet i baser) och genom den andra kan de gå med i aminosyran kodad av kodonet "läs" läs ".

RNR -molekyler är å andra sidan ansvariga för att accelerera (katalysera) bindningsprocessen för varje aminosyra i den framväxande peptidkedjan.

En eukaryot mogen RNM kan "läsas" av många ribosomer, så många gånger som cellen indikerar den. Med andra ord kan samma RNM leda till många kopior av samma protein.

Starta kodon och läsram

När en mogen RNM närmar sig av ribosomala underenheter, "skannar det riboproteiska komplexet" sekvensen för nämnda molekyl tills en startkodon hittar, vilket alltid är aug och innebär införandet av en metioninrest.

Det kan tjäna dig: monoploidy: hur det händer, organismer, frekvens och användbarhet

Aug -kodonet definierar läsramen för varje gen och definierar dessutom den första aminosyran av alla proteiner som översatts till naturen (denna aminosyran elimineras ofta post -translationellt).

Uppsägningskodoner

Tre andra kodoner har identifierats som de som inducerar översättningsavslutning: UAA, UAG och UGA.

De mutationer som innebär en förändring av kvävebaser i tripletten som kodar för en aminosyra och som resulterar i avslutande kodoner är kända som meningslösa mutationer, eftersom de orsakar för tidig fängelse av syntesprocessen, som bildar kortare kortare proteiner.

Icke -translaterade regioner

Nära 5' -slutet av de mogna RNM -molekylerna finns det regioner som inte översätts (UTR, från engelska Otranslatregion), även kallad "ledare" -sekvenser, som är belägna mellan den första nukleotiden och början av översättningen (Aug).

Dessa UTR -regioner som inte översätts har specifika platser för förening med ribosomer och människor, till exempel har de en ungefärlig längd på 170 nukleotider, bland vilka det finns regleringsregioner, proteinbindningsställen som fungerar i regleringen av översättningen, etc.

- Översättningsstart

Översättningen, såväl som transkriptionen består av 3 faser: en av initiering, en annan av töjning och slutligen en av uppsägning.

Initiering

Den består av montering av translationskomplexet på RNM, som förtjänar föreningen av tre proteiner som kallas initieringsfaktorer (om, av engelska Initieringsfaktor) If1, if2 och if3 till den lilla underenheten i ribosomen.

"Förinitieringskomplexet" som bildas av initieringsfaktorerna och den lilla ribosomala underenheten förenas i sin tur med en ARNT som "laddar" en metioninrest och denna uppsättning molekyler binder till RNAM, nära startkodonet Aug Aug.

Dessa händelser leder till RNM -unionen med den stora ribosomala underenheten, vilket leder till frisläppandet av initieringsfaktorer. Den stora underenheten i ribosomen har 3 fackliga platser för ARNT -molekyler: plats A (aminosyra), plats P (polypeptid) och plats E (utgång).

Webbplats A går med i aminoacil-arnt anticod, som är komplementär till den för mRNA som översätts; P -platsen är där aminosyran överförs från Arnt till den framväxande peptiden och S -platsen är där den är i arnt "tom" innan den släpps till cytosolen efter att ha levererat aminosyran.

Grafisk representation av initierings- och töjningsfaserna för översättningen (Källa: Jordan Nguyen/CC BY-S (https: // Creativecommons.Org/licenser/BY-SA/4.0) via Wikimedia Commons)

Förlängning

Denna fas består av "rörelsen" av ribosom längs mRNA -molekylen och översättningen av varje kodon som "läser" vad som innebär tillväxt eller förlängning av polypeptidkedjan vid födseln.

Denna process kräver en faktor som kallas GTP: s töjningsfaktor i form av GTP, som är den som driver omlokalisering av töjningsfaktorer längs RNM -molekylen medan den översätter.

Kan tjäna dig: Okazaki -fragment

Transferas -peptidilaktiviteten hos ribosomala RNA tillåter bildning av peptidbindningar mellan på varandra följande aminosyror som tillsätts i kedjan.

Uppsägning

Översättningen slutar när ribosomen möter några av avslutningskodonerna, eftersom ARN: erna inte känner igen dessa kodoner (de kodar inte på aminosyror). Proteiner kända som frisläppningsfaktorer förenas också, vilket underlättar frigöringen av ribosoma MR.

Procary Translation (Passes-Processes)

I prokaryoter, som i eukaryota celler, finns ribosomerna som ansvarar för proteinsyntes i cytosol (vilket också är sant för transkriptionella maskiner), ett faktum som möjliggör en snabb ökning av cytosolisk koncentration av ett protein när uttrycket av de gener som det är kodar att det ökar.

Även om det inte är en extremt vanlig process i dessa organismer, kan den primära RNM som produceras under transkription drabbas av mognad efter register genom "klippning och skarvning". Det vanligaste är emellertid att observera ribosomer som är kopplade till den primära transkriberade som översätter den samtidigt som den transkriberas från motsvarande DNA -sekvens.

Med tanke på ovanstående börjar översättningen i många prokaryoter med slutet 5 ', eftersom 3' -änden av mRNA förblir kopplad till mögel -DNA (och förekommer samtidigt med transkriptionen).

Icke -translaterade regioner

Prokaryota celler producerar också RNM med icke-translaterade regioner som är kända som "Shine-Dalgarno Box" och vars konsensussekvens är Aggagg. Som framgår är UTR -regionerna av bakterier betydligt kortare än de för eukaryota celler, även om de utövar liknande funktioner under översättning.

Bearbeta

I bakterier och andra prokaryota organismer är översättningen ganska lik den för eukaryota celler. Det består också av tre faser: initiering, förlängning och avslutning, som beror på specifika prokaryota faktorer, skiljer sig från de som används av eukaryoter.

Förlängning beror till exempel på förlängningsfaktorer som kallas EF-TU och EF-TS, istället för den eukaryota faktorn G.

Referenser

1. Alberts, b., Johnson, A., Lewis, J., Raff, m., Roberts, K., & Walter, s. (2007). Biologi av cellmolekylen. Kransvetenskap. New York, 1392.
2. Lera, s. & Brown, w. (2008) Översättning: DNA till mRNA till protein. Naturutbildning 1 (1): 101.
3. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, D. T., & Miller, J. H. (2005). En introduktion till genetisk analys. Macmillan.
4. Lodish, h., Berk, A., Kaiser, c. TILL., Krieger, m., Scott, m. P., Bretscher, a.,... & Matsudaira, s. (2008). Molekylärcellbiologi. Macmillan.
5. Nelson, D. L., Lehninger, a. L., & Cox, M. M. (2008). Lehninger principer för biokemi. Macmillan.
6. Rosenberg, L. OCH., & Rosenberg, D. D. (2012). Mänskliga gener och genom: Science. Health, Society, 317-338.