Główna zawartość
Biologia
Kurs: Biologia > Rozdział 18
Lekcja 3: Translacja/PrzesunięcietRNA i rybosomy
Budowa i rola tRNA i rybosomów. Kodony, antykodony i parowanie wobble. Syntetazy aminoacylo-tRNA. Tłumaczenie na język polski zrealizowane przez Fundację Edukacja dla Przyszłości dzięki wsparciu Fundacji HASCO-LEK.
Wprowadzenie
Translacja wymaga specjalnej maszynerii. Tak jak nie pójdziesz grać w tenisa bez rakiety i piłki, tak komórka nie przeprowadzi translacji mRNA do białka bez dwóch części molekularnego sprzętu: rybosomów i tRNA.
- Rybosomy zapewniają strukturę, w której może zajść translacja. Także katalizują reakcję, która łączy aminokwasy w nowe białko.
- tRNA (transportujące RNA) niosą aminokwasy do rybosomu. Działają jak "mosty", parując kodon z mRNA z aminokwasem, dla którego jest kodowany.
Tutaj przyjrzymy się bliżej rybosomom i tRNA. Jeśli jeszcze nie jesteś obeznany z RNA (które jest skrótem od kwasu rybonukleinowego), bardzo polecam najpierw sprawdzić sekcję o kwasach nukleinowych, żebyś mógł jak najwięcej wynieść z tego artykułu!
Rybosomy: miejsce, gdzie zachodzi translacja
Translacja zachodzi wewnątrz struktury nazywanej rybosomem, która jest zbudowana z RNA i białka. Rybosomy organizują translację i katalizują reakcję, w której łączą aminokwasy, aby utworzyć łańcuch białkowy.
Budowa rybosomu
Rybosom jest zbudowany z dwóch podstawowych części: dużej i małej podjednostki. Podczas translacji, dwie podjednostki okalają cząsteczkę mRNA tworząc cały rybosom. Porusza się on wzdłuż mRNA, kodon za kodonem, jak odczytywany i przepisywany jest na polipeptyd (łańcuch białkowy). Potem, kiedy translacja jest ukończona, dwie części rozdzielają się i mogą zostać ponownie wykorzystane.
Ogólnie, rybosom jest w jednej trzeciej białkiem i w dwóch trzecich rybosomalnym RNA (rRNA). rRNA wydaje się być odpowiedzialne za strukturę i funkcję rybosomu, kiedy białka pomagają rRNA zmieniać kształt podczas katalizowania reakcji chemicznychstart superscript, 1, end superscript.
Poniżej, możesz zobaczyć model 3D rybosomu. Białka są zaznaczone na niebiesko, a nici rRNA są w kolorach jasnobrązowym i pomarańczowym. Zielone punkty oznaczają miejsce aktywne, które katalizuje reakcję łączącą aminokwasy, tworząc białko. Zaskoczył mnie widok pomarszczonego rybosomu podobnego pod tym względem do powierzchni mózgu!
Rybosom ma miejsca przeznaczone dla tRNA
Jak widzieliśmy pokrótce we wstępie, cząsteczki nazywane transportującymi RNA (tRNA) niosą aminokwasy w rybosomie. W następnej sekcji nauczymy się o wiele więcej o tRNA i o tym jak ono działa.
Teraz pamiętaj tylko, że rybosom ma trzy miejsca dla tRNA; miejsce A, P i E. tRNA porusza się przez te trzy miejsca (od A przez P do E) wraz z tym, jak dostarczane są aminokwasy podczas translacji.
Aby dowiedzieć się więcej na temat tej wyjątkowej "pracy", sprawdź artykuł o etapach translacji.
Czym właściwie jest tRNA?
Transportujące RNA (tRNA) jest specjalnym rodzajem cząsteczki RNA. Jego funkcją jest łączenie kodonu mRNA z aminokwasem, który jest kodowany. Możesz myśleć o tym, jak o rodzaju molekularnego "mostu" pomiędzy nimi dwoma.
Każde tRNA zawiera zestaw trzech nukleotydów nazywanych antykodonem. Antykodon danego tRNA łączy się z jednym lub kilkoma konkretnymi kodonami mRNA. Cząsteczka tRNA także niesie aminokwas: ten jeden kodowany przez kodony, do których tRNA łączy się.
W komórce pływa wiele różnych rodzajów tRNA, każdy z jego własnym antykodonem i pasującym aminokwasem. W rzeczywistości, jest zwykle 40 do 60 różnych ich rodzajów, w zależności od gatunkucubed. tRNA łączy się z kodonami wewnątrz rybosomu, gdzie dostarcza aminokwasy dodawane do łańcucha białkowego.
Niektóre tRNA łączą się z wieloma kodonami ("wobble")
Niektóre tRNA mogą tworzyć pary zasad z więcej niż jednym kodonem. Na początku wydaje się to dziwne: czy A nie parowało z U a G z C?
No więc... nie zawsze. (Biologia jest pełna niespodzianek, nieprawdaż?) Nietypowe parowanie zasad - pomiędzy nukleotydami innymi niż A-U i G-C może tworzyć się w trzeciej pozycji kodonu, to zjawisko znane jako wobble.
Parowanie wobble nie zachodzi zgodnie z normalnymi zasadami, ale ma swoje własne reguły. Na przykład, G w antykodonie może parować z C lub U (ale nie z A lub G) w trzeciej pozycji kodonu, jak pokazano poniżejstart superscript, 4, end superscript. Zasady takie jak te zapewniają to, że kodony są odczytywane prawidłowo pomimo wobble.
Być może zastanawiasz się: dlaczego na Ziemi komórka „chce” tak skomplikowanego czynnika, jak wobble? Odpowiedź może być taka, że parowanie wobble pozwala mniejszej liczbie tRNA na pokrycie wszystkich kodonów kodu genetycznego, jednocześnie zapewniając, że kod jest poprawnie odczytany.
Budowa 3D tRNA
Lubię rysować tRNA jako małe prostokąty, aby uprościć, o co chodzi (i mieć mnóstwo miejsca na umieszczenie tam liter antykodonu). Ale prawdziwe tRNA w rzeczywistości ma o wiele bardziej interesujący kształt, taki, który pomaga pełnić mu jego funkcję.
tRNA, jak to zaprezentowane poniżej, jest zbudowane z pojedynczego łańcucha RNA (tak jat mRNA). Jednakże nić przyjmuje złożoną strukturę 3D, ponieważ pojawiają się pary zasad pomiędzy nukleotydami w różnych miejscach cząsteczki. To tworzy dwuniciowe regiony i pętle, fałdujące tRNA na kształt L.
Jeden koniec kształtu litery L ma antykodon, kiedy drugi posiada dołączone miejsce dla aminokwasu. Różne tRNA mają delikatnie różne struktury, jest to ważne dla zapewnienia załadowania prawidłowym aminokwasem.
Załadowanie tRNA aminokwasem
Jak właściwy aminokwas jest dołączany do odpowiedniego tRNA (zapewniając to, że kodony są odczytywane prawidłowo)?
Enzymy nazywane syntetazami aminoacylo-tRNA pełnią przy tym bardzo ważną rolę.
Istnieje różna syntetaza dla każdego aminokwasu, jedna, która tylko rozpoznaje ten aminokwas i jego tRNA (i żaden inny). Kiedy i aminokwas i jego tRNA przyłączają się do enzymu, wtedy on łączy je razem w reakcji zasilanej "energetyczną walutą" - cząsteczką trifosforanu adenozyny (ATP).
Od czasu do czasu, syntetaza aminoacylo-tRNA myli się: dołącza nieprawidłowy aminokwas (jeden, który "wygląda podobnie" do tego prawidłowego). Na przykład, syntetaza treoniny często łapie przez przypadek serynę i dołącza ją do treoninowego tRNA. Na szczęście, syntetaza treoniny ma miejsce korekcyjne, które wychwytuje z powrotem aminokwas z tRNA, jeśli nie jest prawidłowystart superscript, 5, end superscript.
Zapiszmy to wszystko razem:
Gdy tRNA są załadowane przez prawidłowy aminokwas, jak wchodzą w interakcję z mRNA i rybosomem, aby utworzyć nowe białko? Dowiedz się więcej o tym, jak działa ten proces w kolejnym artykule o etapach translacji.
Chcesz dołączyć do dyskusji?
W jakim organellum komórkowym lub jego rejonie syntetyzowane jest tRNA?(1 głos)- każdy rodzaj RNA (mRNA,rRNA,tRNA) jest tworzone w jądrze komórkowym i funkcjonalnie przez pory jądrowe jest transportowane do cytoplazmy ;)(1 głos)