Μετάφραση DNA στη Βιολογία

Βασικές έννοιες

Σε αυτό το σεμινάριο, θα μάθετε για τη διαδικασία μετάφρασης DNA και πώς δημιουργεί πρωτεΐνες.

Θέματα που καλύπτονται σε άλλα άρθρα

• Επεξήγηση της μεταγραφής DNA
• Αντιγραφή DNA στη Βιολογία
• Δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA)
• Κεντρικό Δόγμα της Βιολογίας

Τι είναι η Μετάφραση DNA;

Η μετάφραση DNA είναι το δεύτερο βήμα στη δημιουργία πρωτεϊνών μετά τη μεταγραφή στη βιολογία. Σε μετάφραση, το αγγελιαφόρο RNA (mRNA) αποκωδικοποιείται για τη δημιουργία μιας πρωτεΐνης. Το mRNA κατευθύνει την προσθήκη αμινοξέων κατά την πρωτεϊνοσύνθεση.

Μεταγραφή έναντι μετάφρασης DNA

Η διαδικασία της μεταγραφής δημιουργεί ένα αντίγραφο mRNA μιας γονιδιακής αλληλουχίας του DNA. Ωστόσο, η διαδικασία της μετάφρασης ταξινομεί το μόριο mRNA στην αλληλουχία αμινοξέων στη σύνθεση πρωτεϊνών. Και οι δύο αυτές διαδικασίες χρησιμοποιούνται από ένα γονίδιο για τη δημιουργία πρωτεϊνών.

Ο γενετικός κώδικας

Εφόσον η μετάφραση «διαβάζει» τις πληροφορίες στο mRNA, ένα σύνολο οδηγιών για την κατασκευή ενός πολυπεπτιδίου βρίσκεται στα νουκλεοτίδια RNA. Πρόκειται για ομάδες τριών νουκλεοτιδίων που ονομάζονται κωδικόνια . Υπάρχουν συνολικά 61 κωδικόνια για αμινοξέα που προσδιορίζουν ορισμένες πρωτεΐνες. Κωδικόνια έναρξης σηματοδοτούν την έναρξη της κατασκευής πρωτεΐνης και κωδικόνια διακοπής σήμα όταν μια πρωτεΐνη είναι πλήρης.

Μόρια που εμπλέκονται στη μετάφραση

Δύο μόρια παίζουν βασικό ρόλο στη μετάφραση:μεταφορά RNA (tRNA) και ριβοσώματα . Τα RNA μεταφοράς συνδέουν τα κωδικόνια mRNA με τα αμινοξέα που κωδικοποιούν. Το ένα άκρο ενός tRNA έχει μια αλληλουχία τριών νουκλεοτιδίων που ονομάζονται αντικωδόνιο , αυτά συνδέονται με συγκεκριμένα κωδικόνια mRNA. Το άλλο άκρο του tRNA φέρει το αμινοξύ που καθορίζεται από τα κωδικόνια.

Ένα ριβόσωμα είναι οι δομές όπου δομούνται τα πολυπεπτίδια (πρωτεΐνες). Αποτελούνται από πρωτεΐνη και ριβοσωμικό RNA (rRNA). Ένα ριβόσωμα έχει δύο υπομονάδες, μια μεγάλη και μια μικρή, που σχηματίζονται γύρω από το mRNA. Το ριβόσωμα παρέχει επίσης υποδοχές όπου τα tRNA συνδέονται με τα αντίστοιχα κωδικόνια τους στο εκμαγείο mRNA. Αυτές οι υποδοχές είναι οι τοποθεσίες A, P και E. Τα ριβοσώματα λειτουργούν επίσης ως ένζυμο για την κατάλυση της αντίδρασης που συνδέει τα αμινοξέα μεταξύ τους.

Διαδικασία Μετάφρασης DNA

Η διαδικασία της μετάφρασης περιλαμβάνει τρία στάδια:έναρξη, επιμήκυνση και τερματισμός. Το GTP και το ATP οδηγούν αυτά τα βήματα.

Έναρξη

Κατά τη φάση έναρξης, το ριβόσωμα προσκολλάται στο mRNA που δημιουργείται κατά τη μεταγραφή. Το ριβόσωμα θα διαβάσει το mRNA και θα συνδέσει το tRNA που φέρει το αμινοξύ μεθειονίνη. Η μεθειονίνη ταιριάζει με το κωδικόνιο έναρξης AUG. Αυτό στη συνέχεια δημιουργεί το σύμπλεγμα έναρξης και επιτρέπει την έναρξη της μετάφρασης.

Επιμήκυνση

Η επιμήκυνση είναι το στάδιο όπου η αλυσίδα αμινοξέων μακραίνει. Στην επιμήκυνση, το ριβόσωμα διαβάζει το mRNA ένα κωδικόνιο τη φορά. Ως αποτέλεσμα, το αντίστοιχο αμινοξύ προσκολλάται για να δημιουργήσει μια αναπτυσσόμενη πρωτεϊνική αλυσίδα.

Όταν ένα νέο κωδικόνιο εκτίθεται:

• Ένα αντίστοιχο tRNA συνδέεται με το κωδικόνιο
• Η ήδη υπάρχουσα αλυσίδα αμινοξέων (πολυπεπτίδιο) συνδέεται μέσω χημικής αντίδρασης με το αμινοξύ στο tRNA
• Το mRNA μετατοπίζει ένα κωδικόνιο από το ριβόσωμα επιτρέποντας την έκθεση ενός νέου κωδικονίου για ανάγνωση

Κατά την επιμήκυνση, τα tRNA κινούνται μέσω των θέσεων Α, Ρ και Ε του ριβοσώματος. Αυτή η διαδικασία επαναλαμβάνεται μέχρι να προστεθούν όλα τα νέα αμινοξέα στην αναπτυσσόμενη αλυσίδα.

Τερματισμός

Ο τερματισμός είναι το τελικό στάδιο της μετάφρασης. Κατά τον τερματισμό, η πολυπεπτιδική αλυσίδα απελευθερώνεται. Η διαδικασία ξεκινά όταν ένα κωδικόνιο τερματισμού εισέρχεται στο ριβόσωμα, αυτό προκαλεί μια σειρά γεγονότων που διαχωρίζουν την αλυσίδα από το tRNA της. Ως αποτέλεσμα, η αλυσίδα παρασύρεται έξω από το ριβόσωμα και μεταναστεύει στον προορισμό της εντός του κυττάρου.

Περαιτέρω ανάγνωση

• Ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA)
• Διάγραμμα αμινοξέων
• Τι είναι το ATP στη Βιολογία;