Фази на протеинов синтез, подробно 【2021】

Първият от двата етапа, в който процесът на синтез на протеини може да бъде разделен, се нарича протеинова транскрипция, след което се извършва втората фаза или транслацията на пратената РНК.

Стъпки на протеинов синтез

  1. Процесът на протеинов синтез превежда кодоните (нуклеотидни триплети) на пратеника РНК (mRNA отсега нататък) в кода на 20-те основни аминокиселини, които изграждат полипептидната верига на протеините.
  2. Процесът на транслация на иРНК започва в своя 5 'край и завършва в 3' края.
  3. По време на процеса полипептидната верига се синтезира от своя амино-терминален край (N-терминал отсега нататък) до своя карбоксилен терминал (C-терминал оттук нататък).

На практика няма значителни разлики в различните фази на протеинов синтез, които протичат в прокариотните и еукариотните клетки.

Основни етапи на протеинов синтез

  1. Посвещение
  2. Удължение
  3. Прекратяване на договора

В повечето отношения процесът на протеинов синтез в еукариотните клетки следва същите стъпки, както при прокариотите. Съществуват обаче специфични разлики, които трябва да бъдат подчертани.

Например в прокариотните клетки процесът на транслация започва преди транскрипцията да завърши.

Инициираща фаза на протеинов синтез

Първият от етапите, които са част от процеса на протеинов синтез, е инициирането, което включва обединяването на компонентите на транслационната система и предхожда образуването на пептидни връзки.

Тези компоненти, които се намесват в първия етап на протеиновия синтез, са:

  • Преведената иРНК.
  • Двете рибозомни субединици (големи и малки субединици).
  • Аминоацилната тРНК, която е посочена в първия кодон на иРНК.
  • Гуанозин трифосфат (GTP), който има за цел да осигури енергия по време на процеса (еукариотните клетки също се нуждаят от аденозин трифосфат).
  • Иницииращи фактори, които позволяват сглобяването на тази сложна фаза. По-конкретно, прокариотните клетки имат 3 иницииращи фактора (IF-1, IF-2 и IF-3), докато еукариотите имат повече от десет фактора, обозначени с IF префикса.

Два механизма участват в разпознаването на нуклеотидната последователност (AUG) от рибозомата, която всъщност инициира транслацията:

1. Shine-Dalgarno последователност (SD)

При Escherichia coli се наблюдава последователност с висок процент пуринови нуклеотидни основи, която е известна като последователност Shine-Dalgarno. Тази област е много близо до 5 'края на иРНК молекулата и между 6 и 10 бази над началния кодон. Компонентът 16S на рибозомната малка субединица rRNA има комплемент от SD последователността близо до своя 3 'край. По този начин двете комплементарни последователности могат да бъдат куплирани, което улеснява позиционирането на рибозомната 30S субединица в иРНК близо до инициационния кодон.

Този механизъм е малко по-различен в случая на еукариотни клетки, тъй като те нямат SD последователности. Всъщност, при тях, с помощта на IF-4 иницииращия фактор, 40S рибозомната субединица се свързва близо до така наречената структура на "капачка" в 5 'края на иРНК и впоследствие се движи надолу по последователността на иРНК, докато отговаря на стартовия кодон. Във всеки случай този процес изисква да се извърши аденозин трифосфат (АТФ).

2. Иницииращ кодон (AUG)

Инициирането на AUG триплета се разпознава от специален индикатор, съдържащ се в tRNA. В случай на прокариотни клетки, този процес се улеснява от IF-2-GTP, докато при еукариотите се улеснява от самия IF-2-GTP заедно с други допълнителни IF. След това натоварената праймерна тРНК се приближава до P-мястото на малката субединица на рибозомата. При бактериите (и митохондриите) метионинът остава прикрепен към тРНК-инициатор и впоследствие формилна група действа като донор на въглерод, така че N-краен метионин се свързва с тази тРНК.

От друга страна, в евкариотските клетки инициаторната тРНК осигурява не-формилиран метионин. Във всеки случай и в двата типа клетки N-крайният метионин, прикрепен към 5 'края, се отстранява точно в края на процеса на транслация. По време на последната стъпка от инициирането, най-голямата рибозомна субединица се свързва с новообразувания комплекс, което води до напълно функционална рибозома. Този комплекс има натоварване с тРНК на мястото на Р и друго празно място.

По време на този етап на синтеза на протеини, енергията се използва в рамките на GTP в SI-2, която я хидролизира, за да я превърне в БВП. IF-2-PIB реактивирането се улеснява от гуанин нуклеотиден обменен фактор.

Първата фаза на протеинов синтез

Нарича се първата стъпка в синтеза на протеини транскрипция

Всъщност се отнася до транскрипцията на ДНК в пратеник РНК (mRNA оттук нататък), което трябва да се случи по незаменим начин, за да започне процесът.

По време на транскрипцията инструкциите, кодирани в ДНК на гените, се транскрибират в кода на нуклеотидната последователност на рибонуклеиновата киселина (РНК).

синтез

Какви са резултатите от транскрипцията?

Повечето от кодираните гени се транскрибират в иРНК.

Има обаче някои изключения, тъй като определени кодирани гени се транскрибират в други различни видове РНК молекули, тъй като те са от съществено значение за клетката успешно да развие процеса на синтез на протеин, за който говорим в тази статия.

Тези видове РНК са известни като рибозомна РНК (рРНК по-долу) и прехвърлят РНК (тРНК в следващите редове).

Какви са етапите, в които процесът на транскрипция е разделен?

Докато се извършва транслацията на всяка синтезирана иРНК молекула, една от двойните спирални вериги на структурата на ДНК се използва, сякаш е шаблон.

По принцип тази верига се нарича „шаблонна верига“ поради функцията, която изпълнява. На този етап можем да кажем, че процесът на транскрипция е разделен на три различни етапа, които са:

  1. Посвещение
  2. Удължение
  3. Прекратяване на договора

Процесът на транскрипция е различен при прокариотните клетки в сравнение с еукариотните клетки

В еукариотните клетки генетичният материал, съдържащ се в ДНК молекулата, се намира в клетъчното ядро.

Поради тази причина процесът на транскрипция в този тип клетки трябва да се извършва на това място. В този смисъл е възможно да се потвърди, че това се случва, когато молекулите на ДНК са изградени чрез образуване на две спирални антипаралелни вериги, изградени от дезоксирибозна захар, която също е известна само като дезоксирибоза, и фосфат.

И двата елемента са свързани заедно с наистина силни ковалентни фосфодиестерни връзки. В допълнение, всеки от дезоксирибонуклеотидите има една от четирите азотни основи, които са аденин, гуанин, цитозин и тимин, прикрепени към дезоксирибозен въглероден атом.