Překlad (genetika)
mRNA nese genetickou informaci zakódovanou jako ribonukleotidová sekvence z chromozomů do ribozomů. ribonukleotidy jsou „čteny“ translačními stroji v sekvenci nukleotidových triplet zvaných kodony. Každá z těchto triplet kóduje specifickou aminokyselinu. ribozomy a molekuly tRNA překládají tento kód za účelem produkce proteinů. Ribrozom je multisubjednotková struktura obsahující rRNA a proteiny. Je to „továrna“, kde jsou aminokyseliny uspořádány do proteinů. tRNA jsou malé nekódující řetězce RNA (74-93 nukleotidů), které transportují aminokyseliny do ribozomu. tRNA mají místo pro navázání aminokyselin a místo zvané antikodon. Antikodon je RNA triplet doplňující mRNA triplet, která kóduje jejich cargo protein. Aminoacyl tRNA syntetáza (enzym) katalyzuje vazbu mezi specifickými tRNA a aminokyselinami, po kterých jejich antikodony sekvence volají. Produktem této reakce je aminoacyl-tRNA molekula. Tato aminoacyl-tRNA putuje uvnitř ribozomu, kde jsou mRNA kodony spárovány komplementárním párováním bází se specifickými tRNA antikodony. Aminokyseliny, které tRNA nese, jsou pak použity k sestavení proteinu.
Hlavní článek: Prokaryotický překlad
Prokaryoty nemají žádné jádro, takže mRNA může být přeložena, dokud je ještě přepisována. Překlad je prý polyribozomální, pokud je aktivních ribozomů více.
Mohlo by vás zajímat: Příspěvky propojující genetiku, biochemii, fyziologii s klinicky relevantním chováním.
Zahájení překladu zahrnuje vazbu malé ribozomální podjednotky na 'start' kodon na mRNA, který označuje, kde mRNA začne kódovat protein. Tento kodon je nejčastěji AUG, ale alternativní startovní kodony jsou běžné u prokaryot. U bakterií začíná protein místo toho modifikovanou aminokyselinou N-formylmethioninem (f-Met). U f-Met byla aminoskupina blokována formylovou skupinou, aby vytvořila amidovou vazbu, takže tato aminoskupina nemůže vytvořit peptidovou vazbu. To není problém, protože f-Met je na aminoskupině proteinu. U prokaryot je vazba malé podjednotky na správné místo na mRNA usnadněna párováním bází na sérii bází známou jako Shine-Dalgarnova sekvence, která se nachází asi 7 nukleotidů před počátečním místem.
Velká 50S podjednotka tvoří komplex s malou 30S podjednotkou a dochází k elongaci. Aminocylovaná tRNA vstupuje do místa A ribozomu a bazálních párů s mRNA. Správné párování bazí mezi mRNA kodonem a tRNA antikodonem vede k ubytování tRNA. Ribosomem katalyzovaný peptidylový transfer spojuje dvě sousední aminokyseliny nově vytvořenou peptidovou vazbou; aminokyselina v místě P opouští svou tRNA a připojuje se k mRNA v místě A. Nakonec dochází k translokaci; přesun peptidylové tRNA do místa P zanechává místo A prázdné pro nově příchozí tRNA.
Tento postup se opakuje, dokud ribozom nenarazí na jeden ze tří možných stop kodonů, kde je překlad ukončen. Tím se zastaví růst bílkovin a uvolňovací faktory, bílkoviny, které napodobují tRNA, vstoupí do místa A a uvolní bílkovinu do cytoplazmy.
Hlavní článek: Eukaryotický překlad
U eukaryot dochází k transkripci v jádře, poté se mRNA přesune do cytoplazmy, kde dojde k translaci. mRNA je spletena s 5' uzávěrem a 3' poly-A-ohonem a poté transportována. Iniciace je popsána níže, elongace a terminace probíhají podobně jako u prokaryot.
Zahájení léčby závislé na limitu
Zahájení překladu zahrnuje interakci některých proteinů se speciální značkou vázanou na 5'-konec mRNA molekul. Proteinové faktory vážou malou ribozomální podjednotku. Podjednotka doprovázená některými z těchto proteinových faktorů se pohybuje podél řetězce mRNA směrem k jejímu 3'-konci a hledá kodon 'start' (většinou AUG) na mRNA, který indikuje, kde mRNA začíná kódovat protein. Sekvence následující po proudu mezi kodony 'start' a 'stop' je pak ribozomem přeložena do aminoacidní sekvence -- tak je syntetizován protein. V eukaryotech a archaea je aminokyselina kódovaná startovním kodonem methionin. Iniciátor tRNA nabitý Met tvoří část ribozomálního komplexu a tak všechny proteiny začínají touto aminokyselinou (pokud není v některých následujících krocích odštěpena proteázou).
Zahájení nezávislé na limitech
Nejlépe studovaným příkladem režimu iniciace překladu u eukaryot nezávislého na limitech je metoda IRES (Internal Ribosome Entry Site).
Je také možné překládat buď ručně (u krátkých sekvencí) nebo počítačem (po prvním vhodném naprogramování), což umožňuje biologům a chemikům načrtnout chemickou strukturu zakódovaného proteinu na papír.
Nejprve převeďte každou DNA bázi na její RNA komplement:
Pak se rozdělí na trojčata a viz:Genetický kód pro tabulku kódů používanou ribozomy. Všimněte si, že existují 3 překladatelská „okna“ podle toho, kde začnete kód číst. Nakonec použijte tabulku u kyseliny aminokyseliny, abyste výše uvedené převedli do strukturního vzorce, který se používá v chemii.
Tím získáte primární strukturu bílkoviny. Bílkoviny však mají tendenci se skládat, částečně v závislosti na hydrofilních a hydrofobních segmentech v řetězci. Sekundární strukturu lze často ještě odhadnout, ale správnou terciární strukturu je často velmi těžké určit, i když chemické simulace jsou v současné době schopny odhadnout správně asi 70% času.