Terjemahan proses DNA dalam eukariota dan prokariota

Itu Terjemahan DNA Ini adalah proses yang digunakan informasi yang terkandung dalam utusan yang diproduksi selama transkrip.

Dari perspektif seluler, ekspresi gen adalah materi yang relatif kompleks yang terjadi dalam dua langkah: transkripsi dan terjemahan.

Terjemahan RNA yang dimediasi oleh ribosom (Sumber: Ladyofhats / Domain Publik, melalui Wikimedia Commons)

Semua gen yang diekspresikan (apakah pengkodean untuk sekuens peptida, yaitu, protein) awalnya melakukannya dengan mentransfer informasi yang terkandung dalam urutan DNA -nya ke molekula Mer Messenger (RNAM) melalui proses yang disebut transkripsi.

Transkrip dicapai oleh enzim khusus yang dikenal sebagai RNA polimerase, yang menggunakan salah satu untaian komplementer DNA gen sebagai cetakan untuk sintesis molekul "pra-arsip", yang kemudian dituntut untuk membentuk matang yang matang dewasa matang yang matang dewasa matang dewasa matang yang matang dewasa matang yang matang dewasa matang dewasa matang dewasa.

Untuk gen yang mengkodekan protein, informasi yang terkandung dalam RNM matang adalah "dibaca" dan diterjemahkan dalam asam amino sesuai dengan kode genetik, yang menentukan kodon atau triplet nukleotida yang sesuai dengan masing -masing asam amino tertentu.

Spesifikasi urutan asam amino dari suatu protein, oleh karena itu, tergantung pada urutan awal basa nitrogen dalam DNA yang sesuai dengan gen dan kemudian dalam RNA yang mengangkut informasi tersebut dari nukleus ke sitosol (dalam sel eukariotik); proses yang juga didefinisikan sebagai sintesis protein yang dipandu oleh RNM.

Mengingat fakta bahwa ada 64 kemungkinan kombinasi dari 4 basa nitrogen yang membentuk DNA dan RNA dan hanya 20 asam amino, asam amino dapat dikodekan oleh triplet (kodon) yang berbeda, sehingga dikatakan bahwa kode genetik adalah " degenerasi "(kecuali untuk metionin asam amino, yang dikodekan oleh kodon AUG yang unik).

[TOC]

Terjemahan eukaryota (proses langkah)

Diagram sel eukaryot hewan dan bagian -bagiannya (sumber: Alejandro Porto [CC0] melalui Wikimedia Commons)

Dalam sel eukariotik transkripsi terjadi dalam nukleus dan terjemahan ke dalam sitosol, sehingga RNM yang terbentuk selama proses pertama juga memenuhi fungsi dalam pengangkutan informasi dari nukleus ke sitosol, di mana mesin biosintesis (ribosomes ).

Penting untuk menyebutkan bahwa kompartementalisasi transkripsi dan terjemahan dalam eukariota berlaku untuk nukleus, tetapi tidak sama untuk organel dengan genom mereka sendiri seperti kloroplas dan mitokondria, yang memiliki sistem yang lebih mirip dengan organisme prokariotik dan mitokondria, yang memiliki sistem yang lebih mirip dengan organisme prokariotik dan mitokariot.

Sel -sel eukariotik juga memiliki ribosom sitosolik yang melekat pada membran retikulum endoplasma (retikulum endoplasma kasar), di mana terjemahan protein yang dimaksudkan untuk dimasukkan ke dalam membran sel atau yang memerlukan pemrosesan pasca -translasional yang terjadi pada kompartemen tersebut terjadi di kompartemen tersebut atau diperlukan kompartemen tersebut yang terjadi pada kompartemen tersebut atau memerlukan kompartemen tersebut yang terjadi pada kompartemen tersebut yang terjadi pada kompartemen tersebut yang terjadi pada kompartemen tersebut atau memerlukan kompartemen tersebut yang terjadi pada kompartemen tersebut yang terjadi pada kompartemen tersebut atau memerlukan kompartemen yang terjadi pada kompartemen tersebut yang terjadi pada kompartemen tersebut atau memerlukan kompartemen yang terjadi pada kompartemen tersebut atau memerlukan kompartemen tersebut yang terjadi pada kompartemen tersebut atau memerlukan kompartemen yang terjadi pada kompartemen tersebut yang terjadi pada kompartemen tersebut atau memerlukan kompartemen yang terjadi pada kompartemen tersebut yang terjadi pada kompartemen tersebut atau memerlukan kompartemen tersebut yang terjadi pada kompartemen tersebut.

- Pemrosesan RNM Sebelum terjemahannya

RNM dimodifikasi di ujungnya saat mereka ditranskripsikan:

- Ketika ujung 5 'RNM muncul dari permukaan RNA polimerase II selama transkripsi, ini "diserang" segera oleh sekelompok enzim yang mensintesis "tudung" yang terdiri dari 7-metil guanilado dan yang terhubung ke terminal Nukleotida RNM melalui tautan triffosfat 5 ', 5'.

Dapat melayani Anda: kodon

- Ujung 3 'RNM menderita "Clivaje" oleh endonuclease, yang menghasilkan grup hidroksil 3' gratis yang bergabung dengan "ristra" atau "ekor" limbah adenin (dari 100 hingga 250) yang ditambahkan satu pada saat yang sama Saatnya enzim Poli (A) polimerase.

"Hood 5 '" dan "Ekor Poli A ”Mereka memenuhi fungsi dalam perlindungan molekul RNM terhadap degradasi dan, di samping itu, mereka bekerja dalam pengangkutan transkrip matang ke sitosol dan dalam inisiasi dan penghentian terjemahan, masing -masing.

COrte dan Empalme

Setelah transkripsi, RNM "primer" dengan dua ekstrem yang dimodifikasi, masih ada dalam nukleus, melewati proses "pemotongan dan penyambungan" yang dengannya urutan intronik umumnya dihilangkan dan ekson yang dihasilkan bergabung (pemrosesan pasca -regional), Dengan apa transkrip matang yang meninggalkan nukleus dan mencapai sitosol diperoleh.

Potongan dan penyambungan dilakukan oleh kompleks riboproteik yang disebut Esplicleosoma (Anglisisme Spliceosome), dibentuk oleh lima ribonukleoprotein kecil dan molekul RNA, yang mampu "mengenali" daerah yang harus dihilangkan dari transkrip utama.

Dalam banyak eukariota ada fenomena yang dikenal sebagai "pemotongan dan sendi alternatif", yang berarti bahwa berbagai jenis modifikasi pasca -registrasi dapat menyebabkan protein yang berbeda atau isoenzim yang berbeda satu sama lain dalam beberapa aspek urutan mereka.

- Ribosom

Ketika transkrip dewasa meninggalkan nukleus dan diangkut untuk diterjemahkan ke dalam sitosol, ini diproses oleh kompleks translasi yang dikenal sebagai ribosom, yang terdiri dari kompleks protein yang terkait dengan molekul RNA.

Ribosom terdiri dari dua subunit, satu "besar" dan "kecil" lainnya, yang secara bebas dipisahkan dalam sitosol dan bergabung atau mengaitkan molekul mRNA yang diterjemahkan.

Persatuan antara ribosom dan mRNA tergantung pada molekul RNA khusus yang terkait dengan protein ribosom (RNA ribosom atau RNA dan transfer atau ARNT RNA), yang masing -masing menjalankan fungsi spesifik spesifik.

ARNT adalah "adaptor" molekuler, karena melalui salah satu ujungnya mereka dapat "membaca" setiap kodon atau triplet dalam RNA dewasa (dengan saling melengkapi basa) dan melalui yang lain mereka dapat bergabung dengan asam amino yang dikodekan oleh kodon "baca".

Molekul RNR, di sisi lain, bertanggung jawab untuk mempercepat (mengkatalisasi) proses pengikatan masing -masing asam amino dalam rantai peptida yang baru lahir.

RNM matang eukariotik dapat "dibaca" oleh banyak ribosom, sebanyak selnya menunjukkannya. Dengan kata lain, RNM yang sama dapat menyebabkan banyak salinan protein yang sama.

Mulai Bingkai Kodon dan Bacaan

Ketika RNM dewasa didekati oleh subunit ribosom, kompleks riboproteik "memindai" urutan molekul tersebut sampai kodon mulai menemukan, yang selalu berujung dan menyiratkan pengenalan residu metionin.

Itu dapat melayani Anda: monoploidy: bagaimana itu terjadi, organisme, frekuensi dan utilitas

Kodon AUG mendefinisikan kerangka bacaan untuk setiap gen dan, selain itu, mendefinisikan asam amino pertama dari semua protein yang diterjemahkan ke dalam alam (asam amino ini sering dihilangkan pasca -translasi).

Kodon penghentian

Tiga kodon lainnya telah diidentifikasi sebagai yang menginduksi penghentian terjemahan: UAA, UAG dan UGA.

Mutasi yang menyiratkan perubahan basa nitrogen dalam triplet yang mengkodekan asam amino dan yang mengakibatkan kodon terminasi dikenal sebagai mutasi yang tidak berarti, karena mereka menyebabkan penahanan prematur dari proses sintesis, yang membentuk protein yang lebih pendek lebih pendek.

Daerah yang tidak diterjemahkan

Di dekat 5 'akhir molekul RNM dewasa ada daerah yang tidak diterjemahkan (UTR, dari bahasa Inggris Wilayah yang tidak diterjemahkan), juga disebut urutan "pemimpin", yang terletak di antara nukleotida pertama dan awal terjemahan (Agustus).

Daerah UTR yang tidak diterjemahkan ini memiliki situs spesifik untuk persatuan dengan ribosom dan manusia, misalnya, mereka memiliki perkiraan panjang 170 nukleotida, di antaranya ada daerah pengatur, situs pengikatan protein yang bekerja dalam regulasi terjemahan, dll.

- Mulai terjemahan

Terjemahan, serta transkripsi terdiri dari 3 fase: salah satu inisiasi, satu lagi pemanjangan dan akhirnya salah satu penghentian.

Inisiasi

Ini terdiri dari perakitan kompleks translasi pada RNM, yang pantas untuk penyatuan tiga protein yang dikenal sebagai faktor inisiasi (jika, bahasa Inggris Faktor inisiasi) If1, if2 dan if3 ke subunit kecil ribosom.

Kompleks "pra -inisiasi" yang dibentuk oleh faktor inisiasi dan subunit ribosom kecil digabungkan, pada gilirannya, dengan ARNT yang "memuat" residu metionin dan set molekul ini berikatan dengan RNAM, di dekat kodon awal AUG AUG.

Peristiwa ini mengarah ke serikat RNM dengan subunit ribosom besar, yang mengarah pada pelepasan faktor inisiasi. Subunit besar ribosom memiliki 3 situs serikat untuk molekul ARNT: Situs A (asam amino), situs P (polipeptida) dan situs E (output).

Situs A bergabung dengan antikod aminoacil-ARNT, yang saling melengkapi dengan mRNA yang diterjemahkan; Situs P adalah tempat asam amino ditransfer dari ARNT ke peptida yang baru lahir dan situs S adalah tempat yang ada di ARNT "kosong" sebelum dilepaskan ke sitosol setelah menghasilkan asam amino.

Representasi grafis dari fase inisiasi dan perpanjangan terjemahan (Sumber: Jordan Nguyen/CC BYS-S (https: // CreativeCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0) Via Wikimedia Commons)

Pemanjangan

Fase ini terdiri dari "pergerakan" ribosom di sepanjang molekul mRNA dan terjemahan masing -masing kodon yang "membaca" apa yang menyiratkan pertumbuhan atau perpanjangan rantai polipeptida saat lahir.

Proses ini membutuhkan faktor yang dikenal sebagai faktor perpanjangan GTP dalam bentuk GTP, yang merupakan yang mendorong translokasi faktor perpanjangan di sepanjang molekul RNM saat menerjemahkan.

Dapat melayani Anda: fragmen okazaki

Aktivitas peptidil transferase RNA ribosom memungkinkan pembentukan ikatan peptida antara asam amino berturut -turut yang ditambahkan ke rantai.

Penghentian

Terjemahan berakhir ketika ribosom memenuhi salah satu kodon terminasi, karena ARN tidak mengenali kodon ini (mereka tidak mengkodekan asam amino). Protein yang dikenal sebagai faktor pelepasan juga bergabung, yang memfasilitasi detasemen ribosoma MR.

Terjemahan Procary (proses melewati)

Pada prokariota, seperti pada sel eukariotik, ribosom yang bertanggung jawab atas sintesis protein ditemukan dalam sitosol (yang juga berlaku untuk mesin transkripsional), sebuah fakta yang memungkinkan peningkatan cepat dalam konsentrasi sitosol dari suatu protein ketika ekspresi gen yang itu adalah bahwa peningkatan gen yang itu bahwa bahwa gen yang itu adalah bahwa peningkatan gen yang membuat gen yang itu adalah gen yang gennya mengkode meningkat.

Meskipun ini bukan proses yang sangat umum dalam organisme ini, RNM primer yang diproduksi selama transkripsi dapat mengalami pematangan pasca -registrasi melalui "pemotongan dan penyambungan". Namun, yang paling umum adalah mengamati ribosom yang melekat pada transkripsi utama yang menerjemahkannya pada saat yang sama dengan yang ditranskripsi dari urutan DNA yang sesuai.

Mengingat hal di atas, terjemahan dalam banyak prokariota dimulai dengan akhir 5 ', karena ujung mRNA 3 tetap terkait dengan DNA jamur (dan terjadi bersamaan dengan transkripsi).

Daerah yang tidak diterjemahkan

Sel-sel prokariotik juga menghasilkan RNM dengan daerah yang tidak diterjemahkan yang dikenal sebagai "kotak bersinar-dalgarno" dan yang urutan konsensusnya aggagg. Seperti yang terbukti, daerah UTR bakteri jauh lebih pendek daripada sel eukariotik, meskipun mereka menjalankan fungsi yang sama selama terjemahan.

Proses

Pada bakteri dan organisme prokariotik lainnya, proses terjemahannya sangat mirip dengan sel eukariotik. Ini juga terdiri dari tiga fase: inisiasi, perpanjangan dan penghentian, yang bergantung pada faktor prokariotik spesifik, berbeda dari yang digunakan oleh eukariota.

Perpanjangan, misalnya, tergantung pada faktor perpanjangan yang dikenal sebagai EF-TU dan EF-TS, bukan faktor eukariotik G.

Referensi

1. Alberts, b., Johnson, a., Lewis, J., Raff, m., Roberts, k., & Walter, P. (2007). Biologi molekul sel. Ilmu Garland. New York, 1392.
2. Clay, s. & Coklat, w. (2008) Terjemahan: DNA ke mRNA ke protein. Pendidikan Alam 1 (1): 101.
3. Griffiths, a. J., Wessler, s. R., Lewontin, r. C., Gelbart, w. M., Suzuki, d. T., & Miller, J. H. (2005). Pengantar analisis genetik. Macmillan.
4. Lodish, h., Berk, a., Kaiser, c. KE., Krieger, m., Scott, m. P., Bretscher, a.,… & Matsudaira, P. (2008). Biologi Sel Molekul. Macmillan.
5. Nelson, d. L., Lehninger, a. L., & Cox, m. M. (2008). Prinsip -prinsip biokimia lehninger. Macmillan.
6. Rosenberg, l. DAN., & Rosenberg, D. D. (2012). Gen dan Genom Manusia: Sains. Kesehatan, Masyarakat, 317-338.