МЕДИЧНА БІОЛОГІЯ, АНАТОМІЯ, ФІЗІОЛОГІЯ ТА ПАТОЛОГІЯ ЛЮДИНИ - Я.І.Федонюк 2010

БІОЛОГІЯ

РОЗДІЛ 1. БІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ЖИТТЄДІЯЛЬНОСТІ ЛЮДИНИ

1.3. МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧНИЙ І КЛІТИННИЙ РІВНІ ОРГАНІЗАЦІЇ ЖИТТЯ

1.3.3. Спадковий апарат еукаріотичних клітин і його функціонування - молекулярний рівень

Трансляція

Трансляція (лат. translatio - переклад) - синтез поліпептидних ланцюгів білків на матриці іРНК; зчитування генетичної інформації і переведення її з послідовності кодонів іРНК у послідовність амінокислот поліпептида (декодування). Роль проміжних молекул (адапторів) між іРНК-матрицею і поліпептидом у процесі зчитування генетичної інформації виконують транспортні РНК.

На початку трансляції фермент аміноацил-тРНК-синтетаза за участю АТФ активує амінокислоту і приєднує її до акцепторного кінця тРНК. Комплекс тРНК з активованою амінокислотою називається аміноацил-тРНК (аа-тРНК). Кожна з 20 амінокислот має власну аміноацил-тРНК - синтетазу, яка здатна розпізнавати (рекогніція) певну амінокислоту і приєднувати її до відповідної тРНК.

Трансляція відбувається в цитоплазмі на рибосомах. Діюча рибосома еукаріотичної клітини складається з двох субодиниць - великої і малої, які здатні до дисоціації і самозбирання. Збирання субодиниць в рибосому відбувається на ІРНК. До кожної ІРНК приєднується одночасно декілька рибосом, які розташовуються вздовж її молекули як намистини на нитці. Такий трансляційний комплекс називають полірибосомою (полісомою). Його перевага полягає в тому, що на одній молекулі ІРНК можливий одночасно синтез кількох поліпептидних ланцюгів. Під час трансляції рибосома рухається вздовж ІРНК тільки в одному напрямі 5-+3' (зліва направо), зміщуючись на один триплет. Всередині рибосоми в кожний даний момент знаходиться лише два триплети ІРНК. Рибосома має два центри для зв'язування з тРНК: 1) А-центр (аміноацильний) приєднує аміноацил-тРНК; 2) П- центр (пептидильний) зв'язаний з тРНК попередньої амінокислоти поліпептиду, що тут нарощується.

Етапи трансляцій - ініціація, елонгація і термінація.

Ініціація трансляції. "Шапочка" (метилгуанозин) ІРНК зв'язується з малою субодиницею рибосоми. Навпроти П-центру рибосоми розміщується ініціюючий кодон іРНК-АУГ, що відповідає першій ініціюючій амінокислоті - метіоніну. До нього прикріплюється антикодон мет-тРНК. Отже, синтез будь-якого поліпептиду починається з метіоніну. В А-центр рибосоми прибуває друга тРНК з активованою амінокислотою, яка відповідає першому значущому кодону іРНК. Між двома амінокислотами утворюється пептидний зв'язок.

Елонгація трансляції. Елонгація включає всі реакції від моменту утворення першого пептидного зв'язку до приєднання до поліпептиду, що синтезується, останньої амінокислоти. Як тільки утворився пептидний зв'язок, амінокислота з П-центру переноситься на амінокислоту в А-центрі. Транспортна РНК, що була сполучена с П-центром, вивільняється і повертається в цитоплазму. На її місце переміщується тРНК з двома амінокислотами (дипептид), яка займає П-центр. Одночасно рибосома пересувається впродовж ланцюга іРНК на один триплет вправо. Навпроти А-центру рибосоми розміщується наступний кодон іРНК, до якого прикріплюється антикодон відповідної аміноацил- тРНК і вищеописаний цикл повторюється (рис. 1.46).

Рис. 1.46. Елонгація поліпептидного ланцюга: АК-АК-амінокислоти.

Термінація трансляції. Завершення трансляції відбувається, як тільки рибосома досягне одного з кодотв-термінаторів іРНК (УАА, УАГ або УГУ), для яких не існує тРНК. На цій стадії транслюючий комплекс розпадається: поліпептид відділяється від П-центру, тРНК переходить у вільну форму, рибосома дисоціює на дві субодиниці, здатні потім до нового самоскладання. Послідовність амінокислоту сформованованому поліпептиді відповідає послідовності кодонів іРНК.

Після того як поліпептидний ланцюг відділився, він зазнає посттрансляційної модифікації і утворення притаманної йому унікальної просторової конформації (вторинна, третинна і четвертинна структури) білкової молекули. Надалі білки залежно від функції (ферментативна, структурна, регуляторна, захисна, ін.) забезпечують морфофізіологічні особливості клітини. На цьому етапі завершується реалізація генетичної інформації.