5 pagrindiniai baltymų sintezės etapai (paaiškinta diagrama)

Kai kurie pagrindiniai baltymų sintezės etapai yra: (a) aminorūgščių aktyvinimas, (b) aminorūgščių perkėlimas į tRNR, (c) polipeptidinės grandinės inicijavimas, (d) grandinės nutraukimas, (e) baltymų perkėlimas

Yra penki pagrindiniai baltymų sintezės etapai, kuriems kiekvienas reikalingas E. coli ir kitų prokariotų komponentų skaičius.

Baltymų sintezė eukariotinėse ląstelėse yra tokia pati, kaip ir kai kurie skirtumai.

Pagrindiniai žingsniai yra šie:

a) aminorūgščių aktyvinimas:

Ši reakcija atsiranda dėl aminorūgšties sujungimo su ATP. Šiame etape reikalingi fermentai, vadinami amino acil RNR sintetazėmis. Dėl šios reakcijos susidaro aminorūgštis (AA) ir adenozino trifosfatas (ATP), tarpininkaujant aukščiau minėtam fermentui, amino acilo - AMP - fermento kompleksas (6.40 pav.).

AA + ATP fermentas -AA - AMP - fermentų kompleksas + PP

Reikėtų pastebėti, kad amino acilo RNR sintetazės yra specifinės su įvairiomis aminorūgštimis.

b) Aminorūgšties perkėlimas į tRNR:

Suformuotas AA-AMP-fermento kompleksas reaguoja su specifine tRNR. Taigi aminorūgštis perkeliama į tRNR. Dėl to fermentas ir AMP išsiskiria.

AA - AMP - fermento kompleksas + tRNR - AA - tRNR + AMP fermentas

(c) polipeptidinės grandinės inicijavimas:

Įkrautas tRNR persijungia į ribosomą (6.41 pav.). Ribosomą sudaro struktūrinės RNR ir 80 skirtingų baltymų. Ribosomas yra vieta, kurioje vyksta baltymų sintezė. MRNR prisijungia prie 70S tipo ribosomų SOS subvieneto.

Jau buvo aptarta, kad ribosomos sudaro rRNR (ribosomos RNR) ir baltymai. Ribosomas taip pat veikia kaip katalizatorius (23sRNR bakterijose yra fermentas - ribozimas) peptidinės jungties formavimui. Ribosomas susideda iš dviejų dalių, didesnių ir mažesnių.

Informacija apie aminorūgščių seką yra mRNR azoto bazių sekoje. Kiekviena aminorūgštis yra koduojama trijų raidžių nukleino rūgšties žodžiu. Polipeptidinės grandinės inicijavimą prokariotuose visada sukelia aminorūgščių metioninas, kurį reguliariai koduoja AUG kodonas, bet retai taip pat ir GUG (valinui), kaip ir inicijuojančiam kodonui. Prokariotuose esminis reikalavimas yra pradinės aminorūgšties metionino formulavimas.

Ribosomose yra dvi vietos amino-acil-tRNR prisijungimui.

i) Amino-acilo arba A vieta (akceptoriaus vieta).

(ii) Peptidilo vieta arba P vieta (donoro vieta). Kiekviena svetainė yra sudėtinė SOS ir 30S dalinių dalių dalis. Pradinė formilmetionino tRNR, ty (AA, f Met tRNA), gali jungtis tik su P vieta (6.41 pav.).

Tačiau tai yra išimtis. Visi kiti naujai ateinantys amino-acil-tRNR (AA2, AA3-tRNR) prisijungia prie A vietos. Taigi, P vieta yra vieta, iš kurios tuščios tRNR lapai ir prie kurių prisijungia augantis peptidilo tRNR.

Pirmajame etape kitas amino acil-tRNR yra prijungtas prie pailgėjimo faktoriaus Tu komplekso, turinčio susijusią GTP molekulę, ir gautas amino-acil-tRNR-Tu-GTP kompleksas dabar yra prijungtas prie 70S pradžios komplekso. GTP yra hidrolizuota ir išleidžiamas „Tu-GDP“ kompleksas iš 70S ribosomos (6.42 pav.). Naujasis amino acilo tRNR yra prisijungęs prie amino acilo arba A vietos ribosomoje.

Antrajame pailgėjimo etape nauja peptidinė jungtis susidaro tarp aminorūgščių, kurių tRNR yra ribosomų A ir P vietose. Šis etapas vyksta inicijuojančios formilmetionino acilo grupės perkėlimu iš savo RNR į aminorūgščių, kurios neseniai pateko į A vietą, amino grupę.

Peptidų susidarymą katalizuoja peptidilo transferazė, ribosominis baltymas 50 S subvienete. A vietoje susidaro dipeptidilo tRNR ir dabar tuščia tRNR lieka prisijungusi prie P vietos.

Trečiajame pailgėjimo etape ribosomas plečiasi mRNR link 3 'galo kodono atstumu (ty nuo 1 iki 2 kodono ir nuo 2 iki 3 ant mRNR). Kadangi dipeptidilo tRNR vis dar yra prijungtas prie antrojo kodono (6.43 pav.), Ribosomų judėjimas dipeptidilo tRNR perkeliamas iš A vietos į P-vietą. Šis perėjimas sukelia tuščią tRNR išsiskyrimą.

Dabar trečiasis mRNR kodonas yra A-vietoje ir antrasis kodonas P-vietoje. Šis ribosomų poslinkis kartu su mRNR yra vadinamas translokacijos etapu. Šiam etapui reikia pailgėjimo koeficiento G (dar vadinamo translokaze). Ir tuo pačiu metu vyksta kitos GTP molekulės hidrolizė. GTP hidrolizė suteikia energijos perkėlimui.

Ribosomas su prijungtu dipetidilo tRNR ir mRNR yra paruoštas kitam pailgėjimo ciklui, kad pritvirtintų trečiąją amino rūgštį (6.44 pav.). Jis vyksta taip pat, kaip ir antrasis.

Dėl šio pasikartojančio poveikio grandinės pailgėjimui, polipeptido grandinė pailgėja. Kadangi ribosoma perkelia iš kodono į kodoną per mRNR link 3 'galo, įterpiama paskutinės aminorūgšties polipeptidinė grandinė.

d) grandinės nutraukimas:

Polipeptido nutraukimą signalizuoja vienas iš trijų galinių tripletų (kodonų) mRNR. Trys galiniai kodonai yra UAG (Amber), UAA (Ocher) ir UGA (Opal). Jie taip pat vadinami stabdymo signalais.

Nutraukimo metu galinis kodonas iš karto seka paskutinį aminorūgščių kodoną. Po to išsiskiria polipeptido grandinė, tRNR, mRNR. Ribosomų subvienetai suskaidomi.

Nutraukimas taip pat reikalauja trijų nutraukimo arba atleidimo veiksnių, vadinamų R ₁, R ir S.

e) Baltymų persodinimas:

Nustatytos dvi poliribosomų klasės (6.45 pav.).

(i) Laisvosios polimerosomos

(ii) membranos surištos poliribosomos.

Laisvųjų ribosomų atveju baltymų sintezės nutraukimas lemia užbaigto baltymo išsiskyrimą į citoplazmą. Kai kurie iš šių specifinių baltymų yra perkeliami į mitochondrijas ir branduolį, naudojant specialius mechanizmus.

Kita vertus, membranoje susietos poliribosomos, polipeptidinė grandinė, kuri auga ant mRNR, yra įterpta į ER membranos liumeną. Kai kurie iš šių baltymų tampa neatskiriama membranos dalimi.

Vis dėlto, nedaug baltymų išsiskiria į liumeną ir įeina į Golgi kūno pūsleles. Jie gali toliau modifikuoti kaip glikozilinimą, ty cukraus likučių pridėjimą. Tokiu būdu sėklidės sudaro saugiklį su plazmos membrana ir galiausiai šie baltymai išsiskiria.