Marcin Błaszczyk Biologia I genetyka
Yüklə 1,33 Mb. Pdf görüntüsü
|
|
3.2.6. Translacja
Do niedawna nie dało się wyjaśnić, jak możliwe było pojawienie się aparatu genetycznego. Musi on być pełny, a więc zawierać kwas nukleinowy oraz enzymy katalizujące jego ekspresję. Białkowe enzymy są jednak kodowane przez kwas nukleinowy. Zatem cały, wielocząsteczkowy układ musiałby powstać jednocześnie, co jest wysoce nieprawdopodobne. Jednak dzięki pracom T. Cecha, w latach 80. XX wieku, odkryto rybozymy. Są to substancje zbudowane z kwasu nukleinowego (RNA – kwasu rybonukleinowego), który samodzielnie wykazuje właściwości enzymatyczne. Cech długo poszukiwał enzymu odpowiedzialnego za obserwowany przez niego splicing badanego fragmentu RNA. Okazało się, że cząsteczki RNA przeprowadzały autokatalizę – były zdolne do aktywności enzymatycznej skierowanej na siebie. Rybozymami są cząsteczki rRNA. 94 Translacja jest to proces syntezy łańcuchów peptydowych na matrycy mRNA. Dla właściwości białka kluczowe znaczenie ma kolejność aminokwasów w jego cząsteczce. Właśnie ta informacja jest przenoszona z DNA na mRNA i używana w procesie translacji, w którym kolejne aminokwasy są przyłączane w wyznaczonej przez mRNA kolejności. Aby to było możliwe, aminokwasy muszą być w odpowiedni sposób przygotowane, tj. połączone z transportującym RNA (tRNA). Cząsteczka tRNA zbudowana jest z ok. 74-95 nukleotydów. Jego II rzędowa struktura ma kształt liścia koniczyny; wyróżnia się na niej 4-5 ramion, czyli pętli utworzonych przez spinki RNA (struktura spinki opisana została w rozdziale dotyczącym transkrypcji). W cząsteczce tRNA występują ramiona: dihydrourydynowe, antykodonowe, dodatkowe, pseudourydynowe oraz akceptorowe. Cechą charakterystyczną ramienia DHU (dihydrourydynowego) jest obecność nietypowej zasady: dihydrouracylu. Ramię antykodonowe zawiera antykodon, czyli sekwencję komple- mentarną z kodonem mRNA, opisującym aminokwas transportowany przez konkretny tRNA. Ramię dodatkowe to ramię o zmiennej liczbie zasad, może w ogóle nie być obecne. Ramię pseudourydynowe (rybotymidynowe) zawiera sekwencję TφC (φ to nietypowa zasada: pseudouracyl). Ramię akceptorowe zawiera obydwa zakończenia (5’ i 3’) łańcucha nukleotydów. Koniec 3’ jest wolny, niesparowany i znajduje się na nim sekwencja CCA. Do tego ramienia przyłącza się cząsteczka aminokwasu. Biorąc pod uwagę, że aminokwasów jest 20, a cząsteczki tRNA są specyficzne dla aminokwasu, należy się spodziewać również 20 różnych cząsteczek tRNA, Jest ich jednak zwykle 31-40. Zatem są aminokwasy, które mogą być transportowane przez różne cząsteczki tRNA. Przyłączanie aminokwasu do ramienia akceptorowego tRNA nosi nazwę aminoacylacji, produkt reakcji to aminoacylo-tRNA; katalizuje ją swoista syntetaza aminoacylo-tRNA, która rozpoznaje zarówno aminokwas, jak i tRNA. W procesie translacji substratem są więc cząsteczki aminoacylo-tRNA, potrzebna jest również energia pochodząca z hydrolizy ATP oraz GTP. Niezbędne są również rybosomy, jako struktury koordynujące działanie mRNA oraz tRNA w czasie syntezy białek, zapewniające odpowiednie przestrzenne ułożenie wszystkich koniecznych w tym procesie elementów względem siebie. |