Prevod procesa DNK v evkariotah in prokariotih

The Prevod DNK To je postopek, s katerim so informacije, ki jih vsebujejo glasniki, proizvedeni med prepisom.

Z celične perspektive je ekspresija gena razmeroma zapletena snov, ki se pojavi v dveh korakih: transkripcija in prevod.

Prevod RNA, posredovan z ribosomom (vir: Ladyofhats / Public Domain, prek Wikimedia Commons)

Vsi geni, ki so izraženi (ne glede na to, ali kodirajo za peptidne sekvence ali ne.

Prepis dosežemo posebni encimi, znani kot RNA polimeraze, ki uporabljajo enega od komplementarnih nizov DNK gena kot kalup za sintezo molekule "pred arana", ki jo pozneje preganjajo, da tvorijo zrelo zrelo.

Za gene, ki kodirajo beljakovine, so informacije, ki jih vsebuje zreli RNM.

Specifikacija aminokislinskega zaporedja proteina je torej odvisna od začetnega zaporedja dušikovih baz v DNK, ki ustreza genu, in nato v RNA, ki prevaža omenjene informacije iz jedra v citosol (v evkariontskih celicah); postopek, ki je opredeljen tudi kot sinteza beljakovin, ki jih vodi RNM.

Glede na to, da obstaja 64 možnih kombinacij 4 dušikovih baz, ki tvorijo DNK in RNA ter le 20 aminokislin, lahko aminokislino kodiramo z različnimi trojki (kodoni), zato se reče, da je genetska koda " degenerirani "(razen za aminokislinski metionin, ki ga kodira edinstven kodon AUG).

[TOC]

Prevod eukaryota (koraki-procesi)

Diagram živalske evkariotske celice in njegovih delov (vir: Alejandro Porto [CC0] prek Wikimedia Commons)

V evkariontskih celicah se transkripcija poteka v jedru in prevodu v citosol, tako da RNM, ki se oblikujejo med prvim postopkom ).

Pomembno je omeniti, da razdelitev transkripcije in prevajanja v evkariotih velja za jedro, vendar za organele ni enako z lastnim genomom, kot so kloroplasti in mitohondriji, ki imajo bolj podobne sisteme kot prokariontske organizme.

Evkariontske celice imajo tudi citosolne ribosome, pritrjene na membrane endoplazemskega retikuluma (grobi endoplazemski retikulum), v katerih prevod beljakovin, ki naj bi bili vstavljeni v celične membrane, ali zahtevajo post -translacijsko proceso.

- RNM obdelava pred njihovim prevodom

RNM so spremenjeni na svojih koncih, ko so prepisani:

- Ko 5 'konec RNM izstopi s površine RNA polimeraze II med transkripcijo, to takoj napade skupina encimov, ki sintetizirajo "kapuco", sestavljeno iz 7-metil Guanilado in je povezan s terminalom Nukleotid RNM skozi 5 'trifosfatno povezavo, 5'.

Vam lahko služi: kodon

- 3 'konec RNM trpi "Clivaje" z endonukleazo, ki ustvari brezplačno hidroksilno skupino 3', ki se pridruži "ristra" ali "repu" adeninskih odpadkov (od 100 do 250), ki so dodani ena hkrati čas za encim Poli (A) polimeraza.

"Hood 5" "in" rep " Poli A ”izpolnjujejo funkcije pri zaščiti molekul RNM pred razgradnjo, poleg tega.

COrte in empalme

Po transkripciji "primarni" RNM z dvema spremenjenima skrajnostma, ki sta še vedno prisotna v jedru, prehajajo skozi postopek "reza in spajanja", s katerim se na splošno odpravijo intronične sekvence in se pridružijo nastali eksoni (post -regionalna obdelava),, s tistimi, ki jih dobimo zreli prepisi, ki opustijo jedro in dosežejo citosol.

Rez in spajanje izvaja riboproteic kompleks, imenovan Espliclesoma (Anglicizem Spliceosome), ki jih tvori pet majhnih ribonukleoproteinov in molekul RNA, ki so sposobne "prepoznati" regije, ki jih je treba izločiti iz primarnega prepisa.

V mnogih evkariotih obstaja pojav, znan kot "rezanje in alternativni sklep", kar pomeni, da lahko različne vrste po registracijskih spremembah povzročijo različne ali izoencimske beljakovine, ki se med seboj razlikujejo v nekaterih vidikih svojih zaporedja.

- Ribosomi

Ko zreli prepisi zapustijo jedro in se prevažajo za prevajanje v citosol, jih obdeluje translacijski kompleks, znan kot ribosom, ki je sestavljen iz beljakovinskega kompleksa, povezanega z molekuli RNA.

Ribosomi so sestavljeni iz dveh podenot, ene "velike" in druge "majhne", ki se prosto ločijo v citosolu in se pridružijo ali povezujejo na mRNA molekulo, ki prevaja.

Združitev med ribosomi in mRNA je odvisna od specializiranih molekul RNA, ki so povezane z ribosomalnimi beljakovinami (ribosomalna RNA ali RNA in prenos ali ARNT RNA), od katerih vsaka izvaja specifične funkcije.

ARNT so molekularni "adapterji", saj lahko skozi enega od svojih koncev "preberejo" vsak kodon ali trojčkov v zreli RNA (s komplementarnostjo baz), prek druge pa se lahko pridružijo aminokislini, ki jo kodira kodon "beri".

Molekule RNR so na drugi strani odgovorne za pospeševanje (kataliziranje) procesa vezave vsake aminokisline v nastajajoči peptidni verigi.

Številni ribosomi lahko "berejo" evkariontsko zrelo RNM, tolikokrat, kot ga označuje celica. Z drugimi besedami, isti RNM lahko privede do številnih izvodov istega beljakovin.

Zagon kodona in bralnega okvira

Ko se zrele RNM približajo ribosomalni podenoti, riboproteic kompleks "skenira" zaporedje omenjene molekule, dokler ne najde začetni kodon, kar je vedno avgusta in pomeni uvedbo ostanka metionina.

Lahko vam služi: monoploidija: kako se zgodi, organizmi, frekvenca in uporabnost

Aug kodon definira bralni okvir za vsak gen in poleg tega definira prvo aminokislino vseh beljakovin, prevedenih v naravo (ta aminokislina se pogosto odpravi post -translacijsko).

Odpovedni kodoni

Trije drugi kodoni so bili opredeljeni kot tisti, ki povzročajo prevodno odpoved: UAA, UAG in UGA.

Tiste mutacije, ki pomenijo spremembo dušikovih baz v trojki, ki kodira aminokislino in ki povzročijo končne kodone.

Nepriveščene regije

V bližini 5 'konca zrelih molekul RNM obstajajo regije, ki niso prevedene (UTR, iz angleščine Nenavadna regija), imenovane tudi "vodilne" sekvence, ki se nahajajo med prvim nukleotidom in začetkom prevoda (avg).

Te regije UTR, ki niso prevedene, imajo posebna mesta za zvezo z ribosomi in ljudmi, na primer imajo približno 170 nukleotidov, med katerimi obstajajo regulativna območja, mesta za vezavo beljakovin, ki delujejo pri uravnavanju prevoda itd.

- Začetek prevoda

Prevod in transkripcija je sestavljena iz treh faz: ena od iniciacije, drugega raztezka in na koncu en odtenek.

Začetek

Sestavljen je iz sestavljanja translacijskega kompleksa na RNM, ki zasluži zvezo treh beljakovin, znanih kot iniciacijski faktorji (če, angleščine Faktor iniciacije) If1, if2 in if3 do majhne podenote ribosoma.

Kompleks "pred iniciacijo", ki ga tvorijo faktorji iniciacije in majhna ribosomska podenota, se združijo, z arntom, ki "obremeni" metuninski ostanek in ta niz molekul se veže na Rnam, blizu začetnega kodona Aug.

Ti dogodki vodijo v zvezo RNM z veliko ribosomsko podenoto, kar vodi do sproščanja faktorjev iniciacije. Velika podenota ribosoma ima 3 mesta Unije za molekule ARNT: mesto A (aminokislina), mesto P (polipeptid) in mesto E (izhod).

Mesto A se pridruži antikodu aminoacil-arnt, ki se dopolnjuje kot prevedeno mRNA; Na mestu P je tam, kjer se aminokislina prenese iz ARNT -.

Grafični prikaz faz iniciacije in raztezanja prevoda (vir: Jordan Nguyen/CC by-S (https: // createCommons.Org/licence/by-sa/4.0) prek Wikimedia Commons)

Raztezanje

Ta faza je sestavljena iz "gibanja" ribosoma vzdolž molekule mRNA in prevoda vsakega kodona, ki "bere", kar pomeni rast ali raztezanje polipeptidne verige ob rojstvu.

Ta postopek zahteva faktor, znan kot GTP -jev faktor raztezka v obliki GTP, ki je tisti, ki poganja translokacijo faktorjev raztezka po molekuli RNM.

Vam lahko služi: Okazaki fragmenti

Aktivnost peptidila transferaze ribosomskih RNA omogoča nastanek peptidnih vezi med zaporednimi aminokislinami, ki se dodajo v verigo.

Prekinitev

Prevod se konča, ko ribosom ustreza kateri koli od zaključnih kodonov, saj ARN te kodone ne prepoznajo (ne kodirajo aminokisline). Združene so tudi beljakovine, znane kot dejavniki sproščanja, kar olajša odvajanje MR ribosoma.

Prokarni prevod (prehodi-procesi)

V prokariotih, tako kot v evkariontskih celicah, se v citosolu najdemo ribosomi, ki so zadolženi za sintezo beljakovin (kar velja tudi za transkripcijske stroje), kar omogoča hitro povečanje citosolne koncentracije proteina, ko je ekspresija genov, ki se kodificira se poveča.

Čeprav v teh organizmih ni izjemno pogost proces, lahko primarni RNM, proizveden med prepisovanjem. Vendar je najpogosteje opazovati ribosome, pritrjene na primarno prepisano.

Glede na zgoraj navedeno se prevod v številnih prokariotih začne s koncem 5 ', saj 3' konec mRNA ostane povezan z DNK plesni (in se pojavlja sočasno s transkripcijo).

Nepriveščene regije

Prokariontske celice proizvajajo tudi RNM z nepreverjenimi regijami, ki so znane kot "škatla Shine-Dalgarno" in katerih soglasno zaporedje je Aggagg. Kot je razvidno, so UTR regije bakterij precej krajše od regij evkariontskih celic, čeprav med prevajanjem izvajajo podobne funkcije.

Proces

V bakterijah in drugih prokariotskih organizmih je postopek prevajanja precej podoben procesu evkariontskih celic. Sestavljen je tudi iz treh faz: iniciacija, raztezanje in odpoved, ki so odvisni od specifičnih prokariotskih dejavnikov, ki se razlikujejo od tistih, ki jih uporabljajo evkarioti.

Na primer, raztezanje je odvisno od faktorjev raztezanja, znanih kot EF-TU in EF-TS, namesto evkariontskega faktorja g.

Reference

1. Alberts, b., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberts, k., & Walter, str. (2007). Biologija celične molekularne. Garland Science. New York, 1392.
2. Glina, s. & Brown, w. (2008) Prevod: DNK v mRNA v beljakovine. Izobraževanje narave 1 (1): 101.
3. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, d. T., & Miller, J. H. (2005). Uvod v genetsko analizo. Macmillan.
4. Lodish, h., Berk, a., Kaiser, c. Do., Krieger, m., Scott, m. Str., Bretscher, a.,… & Matsudaira, str. (2008). Biologija molekulskih celic. Macmillan.
5. Nelson, d. L., Lehninger, a. L., & Cox, m. M. (2008). Lehningerjeva načela biokemije. Macmillan.
6. Rosenberg, l. In., & Rosenberg, D. D. (2012). Človeški geni in genomi: znanost. Zdravje, družba, 317–338.