5 store trin i proteinsyntese (forklaret med diagram)

Nogle af de store stadier af Proteinsyntese er: (a) Aktivering af aminosyrer, (b) Overførsel af aminosyre til tRNA, (c) Initiation af polypeptidkæde, (d) Kædeopsigelse, (e) Proteintranslokation

Der er fem hovedstadier i proteinsyntese, som hver kræver et antal komponenter i E. coli og andre prokaryoter.

Proteinsyntese i eukaryote celler følger det samme mønster med nogle forskelle.

De vigtigste trin er:

(a) Aktivering af aminosyrer:

Denne reaktion frembringes ved binding af en aminosyre med ATP. Trinet kræver enzymer kaldet amino acyl RNA syntetaser. På grund af denne reaktionsaminosyre (AA) og adenosintrifosfat (ATP) medieret af ovenstående enzym dannes aminoacyl-AMP-enzymkompleks (figur 6, 40).

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

Det skal bemærkes, at aminoacyl RNA syntetaser er specifikke med forskellige aminosyrer.

(b) Overførsel af aminosyre til tRNA:

Det dannede AA-AMP-enzymkompleks reagerer med specifikt tRNA. Således overføres aminosyre til tRNA. Som et resultat frigives enzymet og AMP.

AA-AMP-enzym kompleks + tRNA-AA-tRNA + AMP enzym

(c) Initiation af polypeptidkæde:

Opladet tRNA skifter til ribosom (fig. 6.41). Ribosomet består af strukturelle RNA'er og 80 forskellige proteiner. Ribosom er det sted, hvor proteinsyntese forekommer. MRNA binder til SOS-underenhed af ribosom af typen 70S.

Det er allerede blevet diskuteret, at ribosomer består af et rRNA (ribosomalt RNA) og proteiner. Ribosome virker også som en katalysator (23sRNA i bakterier er enzym-ribozymet) til dannelse af peptidbinding. Ribosomer består af to undergange, en større og en mindre.

Oplysningerne for sekvensen af ​​aminosyrer er til stede i sekvensen af ​​nitrogenholdige baser af mRNA. Hver aminosyre er kodet for tre bogstaver af nukleinsyre. Initieringen af ​​polypeptidkæden i prokaryoter frembringes altid af aminosyremethioninen, som regelmæssigt kodes af kodonet AUG, men sjældent også af GUG (for valin) som også initierer kodon. I prokaryoter er formulering af initierende aminosyre methionin et væsentligt krav.

Ribosomer har to steder til binding af amino-acyl-tRNA.

(jeg) Amino-acyl- eller A-sted (acceptorsted).

(Ii) Peptidyl site eller P site (donor site). Hvert websted er sammensat af specifikke dele af SOS- og 30S-underenheder. Det initierende formylmethionin-tRNA dvs. (AA, f Met tRNA) kan kun binde med P-site (figur 6.41).

Det er dog en undtagelse. Alle andre nykommende aminoacyl-tRNA'er (AA2, AA3-tRNA) binder til A-site. Således er P-stedet det sted, hvorfra tomt tRNA forlader, og til hvilket voksende peptidyl-tRNA bliver bundet.

I det første trin er det næste aminoacyl-tRNA bundet til kompleks af forlængelsesfaktor Tu, der indeholder et molekyle af bundet GTP, er det resulterende aminoacyl-tRNA-Tu-GTP-kompleks nu bundet til 70S-initieringskomplekset. GTP hydrolyseres, og Tu-GDP-kompleks frigives fra 70S ribosomet (Fig. 6.42). Det nye aminoacyl-tRNA er nu bundet til aminoacyl- eller A-stedet på ribosomet.

I det andet forlængelsestrin dannes den nye peptidbinding mellem aminosyrerne, hvis tRNA'er er placeret på A- og P-stederne på ribosomer. Dette trin sker ved overførslen af ​​initierende formylmethioninacylgruppe fra dets tRNA til aminogruppen af ​​ny aminosyre, der netop er indtastet i A-stedet.

Peptiddannelsen katalyseres af peptidyltransferasen, et ribosomalt protein i 50S-underenhed. Et dipeptidyl-tRNA dannes på A-stedet, og nu er tomt tRNA forblevet bundet til P-stedet.

I det tredje forlængelsestrin bevæger ribosomet langs mRNA'et mod sin 3'-ende med en afstand af codon (dvs. 1. til 2. kodon og 2. til 3. på mRNA). Da dipeptidyl-tRNA stadig er bundet til anden codon (figur 6.43), skifter bevægelsen af ​​ribosomer dipeptidyl-tRNA fra A-stedet til P-stedet. Denne forskydning forårsager frigivelsen af ​​tRNA'et, der er tomt.

Nu er det tredje kodon af mRNA på A-stedet og det andet kodon på P-stedet. Dette skift af ribosomer langs mRNA kaldes translokationstrin. Dette trin kræver forlængelsesfaktor G (også kaldet translokase). Og samtidig finder hydrolyse af et andet GTP-molekyle sted. Hydrolysen af ​​GTP giver energi til translokationen.

Ribosomet med dets vedhæftede dipetidyl-tRNA og mRNA er klar til en anden forlængelsescyklus for at binde den tredje aminosyre (figur 6.44). Det foregår på samme måde som tilføjelsen af ​​anden.

Som et resultat af denne gentagne virkning for kædeforlængelse forlænger polypeptidkæden. Da ribosomet bevæger sig fra codon til codon langs mRNA'et mod dets 3'-ende, skal polypeptidkæden i den sidste aminosyre indsættes.

d) Kædeafslutning:

Termineringen af ​​polypeptid signaleres af en af ​​de tre terminale tripletter (kodoner) i mRNA'et. De tre terminale kodoner er UAG (Amber), UAA (Ocher) og UGA (Opal). De kaldes også stop signaler.

På tidspunktet for opsigelsen følger terminalkodonet straks det sidste aminosyrekodon. Herefter frigives polypeptidkæden, tRNA, mRNA. Underenhederne af ribosomer dissocieres.

Afslutning kræver også aktiviteter med tre terminerings- eller frigivelsesfaktorer, der betegnes som R1, R og S.

(e) Proteintranslokation:

To klasser af polyribosomer er blevet identificeret (figur 6.45).

(i) Gratis polyribosomer

(ii) Membranbundne polyribosomer.

Til fri ribosomer fører termineringen af ​​proteinsyntese til frigivelsen af ​​fuldført protein til cytoplasma. Nogle af disse specifikke proteiner translokeres til mitokondrier og kerner efter særlig type mekanismer.

På den anden side indsættes i polypeptidkæden, der vokser på mRNA, membranbundne polyribosomer i lumen af ​​ER-membran. Nogle af disse proteiner bliver en integreret del af membranen.

Alligevel frigives kun få proteiner i lumen og indgår i Golgi krops vesikler. De kan yderligere modificere som glycosylering, dvs. tilsætning af sukkerrester. Vesikler udgjorde således fusion med plasmamembran og endelig frigives disse proteiner ud.