5 Protein Sentezinin Ana Aşamaları (diyagramla açıklanmıştır)

Protein Sentezinin ana aşamalarından bazıları şunlardır: (a) Amino asitlerin aktivasyonu, (b) Amino asidin tRNA'ya transferi, (c) Polipeptit zincirinin başlatılması, (d) Zincir Sonlandırma, (e) Protein translokasyonu

Her biri E. coli ve diğer prokaryotlarda birkaç bileşen gerektiren protein sentezinde beş ana aşama vardır.

Ökaryotik hücrelerde protein sentezi, bazı farklılıklar ile aynı kalıbı izler.

Başlıca adımlar:

(a) Amino asitlerin aktivasyonu:

Bu reaksiyon, bir amino asidin ATP'ye bağlanması ile sağlanır. Adım, amino asil RNA sentetazları olarak adlandırılan enzimler gerektirir. Bu reaksiyondan dolayı yukarıdaki enzimin aracılık ettiği amino asit (AA) ve adenozin trifosfat (ATP), amino asil - AMP - enzim kompleksi oluşur (Şekil 6.40).

AA + ATP Enzimi -AA - AMP - enzim kompleksi + PP

Amino asil RNA sentetazlarının çeşitli amino asitlerle spesifik olduğu fark edilmelidir.

(b) Amino asidin tRNA'ya transferi:

Oluşan AA - AMP - enzim kompleksi, spesifik tRNA ile reaksiyona girer. Böylece amino asit, tRNA'ya transfer edilir. Sonuç olarak, enzim ve AMP serbest bırakılır.

AA - AMP - enzim Kompleksi + tRNA- AA - tRNA + AMP enzimi

(c) Polipeptit zincirinin başlatılması:

Yüklü tRNA ribozoma kayar (Şek. 6.41). Ribozom, yapısal RNA'lardan ve 80 farklı proteinden oluşur. Ribozom, protein sentezinin gerçekleştiği bölgedir. MRNA, 70S tipi ribozom SOS alt birimine bağlanır.

Ribozomların, bir rRNA'dan (ribozomal RNA) ve proteinlerden oluştuğu daha önce tartışılmıştır. Ribozom ayrıca, peptit bağının oluşumu için bir katalizör (bakterilerdeki 23sRNA, enzim-ribozimdir) görevi görür. Ribozomlar, daha büyük ve daha küçük olan iki alt birimden oluşur.

Amino asitlerin dizilimi için bilgi mRNA'nın azotlu bazları dizisinde mevcuttur. Her amino asit, üç harfli bir nükleik asit kelimesi için kodlanmıştır. Prokaryotlarda polipeptit zincirinin başlatılması her zaman düzenli olarak AUG kodonu tarafından kodlanan amino asit metiyonin tarafından gerçekleştirilir, ancak nadiren aynı zamanda başlangıç ​​kodonu olarak GUG (valin için) tarafından da gerçekleştirilir. Prokaryotlarda, amino asit metiyoninini başlatan formülasyon şarttır.

Ribozomların amino-asiltriNA'yı bağlamak için iki yeri vardır.

(ben) Amino-asil veya A bölgesi (alıcı sitesi).

(İi) Peptidil bölgesi veya P yeri (donör bölgesi). Her site, SOS ve 30S alt birimlerinin belirli bölümlerinden oluşur. Başlayan formil metionin tRNA, yani (AA, f Met tRNA), sadece P bölgesi ile bağlanabilir (Şekil 6.41).

Ancak, bir istisnadır. Yeni gelen tüm diğer amino-asilRNA'lar (AA2, AA ₃ - tRNA) A bölgesine bağlanır. Dolayısıyla, P bölgesi, boş tRNA'nın ayrıldığı ve büyüyen peptidil tRNA'nın bağlandığı bölgedir.

İlk adımda, bir sonraki amino asil-tRNA, bağlı GTP molekülü içeren bir uzama faktörü Tu kompleksine bağlanır, sonuçta ortaya çıkan amino-asil-tRNA-Tu-GTP kompleksi şimdi 70S başlatma kompleksine bağlanır. GTP hidrolize edilir ve 70S ribozomundan Tu-GDP kompleksi serbest bırakılır (Şekil 6.42). Yeni amino asil tRNA şimdi ribozom üzerindeki amino asil veya A bölgesine bağlanır.

Uzamanın ikinci aşamasında, yeni peptid bağı, tRNA'ları ribozomlar üzerindeki A ve P bölgelerinde bulunan amino asitler arasında oluşturulur. Bu aşama, başlangıç ​​formil metiyonin asil grubunun tRNA'sından A bölgesine yeni giren amino asit grubuna aktarılmasıyla gerçekleşir.

Peptit oluşumu, 50 S alt ünitesinde bir ribozomal protein olan peptidil transferaz tarafından katalize edilir. A bölgesinde bir dipeptidil tRNA oluşur ve şimdi boş tRNA, P bölgesine bağlı kalır.

Uzamanın üçüncü basamağında, ribozom mRNA boyunca 3 ′ sonuna kadar bir kodon mesafesi ile hareket eder (yani, mRNA'da 1. ila 2. kodon ve 2. ila 3.). Dipeptidil tRNA hala ikinci kodona (Şekil 6.43) bağlı olduğundan, ribozomların hareketi dipeptidil tRNA'yı A bölgesinden P bölgesine kaydırır. Bu kayma boş olan tRNA'nın salınmasına neden olur.

Şimdi üçüncü mRNA kodonu A bölgesinde ve ikinci kodon P bölgesindedir. MRNA boyunca bu ribozomların kayması, translokasyon adımı olarak adlandırılır. Bu adım, uzama faktörü G'yi (aynı zamanda translocase olarak da adlandırılır) gerektirir. Ve aynı zamanda bir başka GTP molekülünün hidrolizi gerçekleşir. GTP'nin hidrolizi, yer değiştirme için enerji sağlar.

Ekli dipetidil tRNA'sı ve mRNA'sı olan ribozom, üçüncü amino asidi bağlamak için başka bir uzama döngüsü için hazırdır (Şekil 6.44). İkinci ilavesiyle aynı şekilde gerçekleşir.

Zincir uzaması için bu tekrarlayan etkinin bir sonucu olarak, polipeptit zinciri uzar. Ribozom mRNA boyunca kodondan kodona doğru 3 ′ ucuna doğru hareket ettikçe, son amino asidin polipeptid zinciri yerleştirilmelidir.

(d) Zincir Sonlandırma:

Polipeptitin sona ermesi, mRNA'daki üç terminal üçlüsünden (kodonlar) biri tarafından bildirilir. Üç terminal kodonu UAG (Amber), UAA (Ochre) ve UGA'dır (Opal). Ayrıca durdurma sinyalleri denir.

Sonlandırma sırasında, terminal kodon hemen son amino asit kodonunu takip eder. Bundan sonra, polipeptit zinciri, tRNA, mRNA serbest bırakılır. Ribozomların alt birimleri ayrışır.

Fesih ayrıca R1, R ve S olarak adlandırılan üç fesih veya serbest bırakma faktörünün aktivitesini gerektirir.

(e) Protein translokasyonu:

İki poliribozom sınıfı tanımlanmıştır (Şekil 6.45).

(i) Serbest polyribozomlar

(ii) Membran bağlı poliribozomlar.

Serbest ribozomlar için, protein sentezinin sona ermesi, tamamlanmış proteinin sitoplazmaya salınmasına yol açar. Bu spesifik proteinlerin bazıları, özel mekanizmalar tarafından mitokondri ve çekirdeğe taşınır.

Öte yandan, zara bağlı poliribozomlarda, mRNA üzerinde büyüyen polipeptit zinciri, ER zarının lümenine sokulur. Bu proteinlerin bazıları, zarın ayrılmaz bir parçası haline gelir.

Yine de, az sayıda protein lümene salınır ve Golgi vücudunun veziküllerine dahil edilir. Ayrıca glikosilasyon, yani şeker artıkları ilavesi olarak modifıye edilebilirler. Böylece veziküller, plazma zarı ile sigorta oluşturdular ve sonunda bu proteinler salgılandı.