Proces i regulacja procesów translacji

Biosynteza białek

• Aby określone białko komórkowe mogło

zostać zsyntezowane, musi nastąpić proces

transkrypcji oraz translacji. Obydwa te procesy

zachodzą w komórkach zarówno Prokariotów

jak i u Eukariotów . Translacja zachodzi w

cytosolu i mitochndriach .

• Biosynteza białek jest zatem procesem bardzo

złożonym , w którym uczestniczą kwasy

nukleinowe, wysokoenergetyczne nukleotydy ,

enzymy oraz aminokwasy. Spośród wielu

czynników uczestniczących najważniejszą są

DNA ,mRNA , rybosomy oraz tRNA.

Czym jest translacja?

• Translacja mRNA, czyli biosynteza białka na

rybosomie, jest końcowym etapem w

procesie ekspresji informacji genetycznej

zawartej w sekwencji nukleotydów DNA.

Proces „tłumaczenia” kolejności nukleotydów

w mRNA na kolejność aminokwasów w białku

składa się (podobnie jak replikacja DNA i

transkrypcja) z trzech głównych etapów:

inicjacji (rozpoczęcia), elongacji (wydłużenia)

i terminacji (zakończenia) syntezy łańcucha

polipeptydowego.

Inicjacja

(zapoczątkowanie łańcucha

polipeptydu)

• Zapoczątkowanie formowania się

łańcucha polipeptydowego polega na

wytworzenie tzw. Kompleksu

inicjacyjnego, który składa się z

rybosomu, mRNA i inicjatorowego tRNA, u

organizmów prokariotycznych

• Inicjacja składa się z czterech faz :

Dysocjacji rybosomalnej , tworzenie

preinicjacyjnego kompleksu 40 s,

tworzenie inicjacyjnego kompleksu 40 s i

utworzenie kompleksu inicjacyjnego 80 s

Elongacja

(wydłużenia łańcucha

polipeptydowego)

• Elongacja jest procesem cyklicznym

obejmującym kilka etapów, które są
katalizowane przez białka zwane
czynnikami elongacji (eEF). Te etapy
obejmują :                 1) wiązanie
aminoacetylo-tRNA do miejsca A,
2) tworzenia wiązania peptydowego
             3) translokację

Terminacja

(zakończenie biosyntezy

białek)

• Do zakończenia biosyntezy białek

potrzebny jest sygnał terminacji. Takimi
sygnałami są kodony terminacyjne
(nonsensowne) UAA, UAG i UGA.
Terminacja zachodzi wówczas wtedy kiedy
kodon nonsensowny zostanie rozpoznany.

• W porównanie do inicjacji i elongacji

terminacja jest stosunkowo prostym
procesem

Regulacja na poziomie

translacji

• Blokowanie translacji (zdj.4) związane jest z

przybieraniem przez mRNA po związaniu

liganda takiej konformacji, która ‘angażuje’

sekwencję SD i/lub kodon AUG. W nieobecności

liganda sekwencja SD jest wyeksponowana i

dostępna dla rybosomu, podczas gdy w

momencie związania się liganda sekwencja SD

zaczyna oddziaływać z sekwencją anty-SD

blokując tym samym dostęp rybosomu do

mRNA (Lai E.C., 2003). W kilku przypadkach

doszukano się występowania sekwencji anty-

anty-SD, która ułatwia dostęp rybosomu do

sekwencji SD, po tym jak sama sparuje się z

sekwencją anty-SD.

Regulacja szybkości

translacji

• Stwierdzono , że cząsteczki mRNA mogą

ulegać translacji z różną szybkością - u E.

coli różnica w szybkości translacji cząsteczek

może być aż 1000 krotna. Okres trwania

cząsteczek mRNA w komórce bakteryjnej

jest bardzo krótki, związku z czym

cząsteczka, która ulega szybkiej translacji,

dostarcza oczywiście więcej cząsteczek

białka. Regulacja szybkości translacji jest

związana głównie ze zdolnością rybosomów

do łączenia się z mRNA podczas inicjacji

translacji.

Różnice w translacji u

Prokariota i Eukariota

Prokariota

Eukariota

-proces transkrypcji i translacji

odbywa się prawie równocześnie

-nie mają specjalnych

mechanizmów chroniących mRNA

przed działaniem enzymów

nukleolitycznych, jedyną ochronę

stanowią białka rybosomalne

- synteza większości białek

inicjuje M-formylometionylo

– tRNA

-Regulacja syntezy białek jest

możliwa tylko na etapie

transkrypcji

- Synteza większości białek

- Inicjuje metiomylo-tRNA nie

ulega formylacji

- w syntezie białek biorą udział

rybosomy związane z retikulum

endoplazmatycznym

- translacja podlega wielostronnej

kontroli i regulacji przez czynniki

zarówno wewnątrz komórkowe jak

i hormony

Document Outline