الريبوسومات والترجمة
الترجمة هي العملية التي يقرأ من خلالها الريبوسوم كودونات الرنا المرسال ويجمع سلسلة الأحماض الأمينية المقابلة. الريبوسوم هو معقد كبير من الرنا الريبوسومي والبروتينات، منظم في وحدة فرعية صغيرة تقوم بفك تشفير الرنا المرسال ووحدة فرعية كبيرة تحفز تكوين الرابطة الببتيدية. أظهرت الدراسات الهيكلية أن هذا التحفيز يتم بواسطة الرنا الريبوسومي، مما يجعل الريبوسوم ريبوزيماً.
Definition
الترجمة هي تخليق عديد الببتيد بوساطة الريبوسوم، حيث تقوم جزيئات الرنا الناقل بتوصيل الأحماض الأمينية المطابقة لكودونات الرنا المرسال المتتالية، ويقوم قلب الرنا في الريبوسوم بتحفيز تكوين الرابطة الببتيدية بينها.
Scope
يغطي هذا الموضوع بنية الريبوسوم ووحداته الفرعية، والمراحل الثلاث للترجمة (البدء، الاستطالة، الإنهاء)، أدوار الرنا الناقل والشفرة الوراثية، وتنظيم بدء الترجمة كنقطة تحكم لتعبير الجينات. إنه مرجع في البيولوجيا الجزيئية ولا يقدم أي نصيحة سريرية.
Core questions
- كيف يتم مطابقة كودون الرنا المرسال مع الحمض الأميني الصحيح؟
- ما هي أدوار الوحدات الفرعية الريبوسومية الصغيرة والكبيرة؟
- كيف يتم تحديد بداية ونهاية الترجمة؟
- لماذا يعتبر البدء هو الخطوة التنظيمية الرئيسية للترجمة؟
Key concepts
- الوحدات الفرعية الريبوسومية الصغيرة والكبيرة
- الرنا الريبوسومي والبروتينات الريبوسومية
- مواقع ربط الرنا الناقل A و P و E
- الرنا الناقل والأمينوأسيلة
- الشفرة الوراثية وازدواج الكودون-مضاد الكودون
- البدء، الاستطالة، والإنهاء
- مركز ناقل الببتيد
- بدء الترجمة المعتمد على القبعة
Key theories
- الريبوسوم كريبوزيم
- وضعت الهياكل عالية الدقة للوحدة الفرعية الكبيرة الرنا الريبوسومي فقط، وليس البروتين، في مركز ناقل الببتيد، مما يدعم الرأي القائل بأن تكوين الرابطة الببتيدية يتم تحفيزه بواسطة الرنا ويتوافق مع أصل عالم الرنا للترجمة.
Mechanisms
يتجمع الريبوسوم على الرنا المرسال مع الوحدة الفرعية الصغيرة التي تحدد كودون البدء والرنا الناقل البادئ؛ في حقيقيات النوى، يعد هذا البدء المعتمد على القبعة الخطوة التنظيمية الرئيسية، ويتم التحكم فيه من خلال عوامل البدء (Sonenberg & Hinnebusch, 2009). أثناء الاستطالة، تدخل جزيئات الرنا الناقل الأمينوأسيلية إلى الموقع A، ويشكل مركز ناقل الببتيد في الوحدة الفرعية الكبيرة الرابطة الببتيدية، وينتقل الريبوسوم بحيث تنمو السلسلة كودونًا بكودون؛ وقد حددت الأعمال الهيكلية هذا النشاط التحفيزي في الرنا الريبوسومي (Nissen et al., 2000). يؤدي التعرف على كودون التوقف بواسطة عوامل الإطلاق إلى إنهاء التخليق وتحرير عديد الببتيد المكتمل، والذي يلتف بعد ذلك وفقًا لتسلسله (Anfinsen, 1973).
Clinical relevance
نظرًا لأن الترجمة تحدد البروتينات التي تصنعها الخلية وبأي كميات، فإن تنظيمها محوري لنمو الخلية الطبيعي، وتعمل العديد من المضادات الحيوية عن طريق استهداف الريبوسومات البكتيرية. يصف هذا المدخل الآلية وأهميتها العامة؛ وهو ليس دليلاً لاختيار الأدوية أو رعاية المرضى.
History
تم تحديد الخطوط العريضة للترجمة، والشفرة الوراثية، والدور التكيفي للرنا الناقل من خلال البيولوجيا الجزيئية في منتصف القرن العشرين. أدت الهياكل البلورية عالية الدقة للوحدات الفرعية الريبوسومية حوالي عام 2000، بما في ذلك إثبات أن الرنا يشكل القلب التحفيزي (Nissen et al., 2000)، إلى تحويل فهم كيفية عمل الريبوسوم وتم الاعتراف بها بجائزة نوبل في الكيمياء لعام 2009.
Key figures
- Thomas Steitz
- Venkatraman Ramakrishnan
- Ada Yonath
- Nahum Sonenberg
Related topics
Seminal works
- nissen-2000
- sonenberg-2009
Frequently asked questions
- ما الفرق بين النسخ والترجمة؟
- النسخ ينسخ جين الحمض النووي إلى رنا مرسال؛ الترجمة تقرأ هذا الرنا المرسال على الريبوسوم وتبني البروتين المقابل. الترجمة هي خطوة صنع البروتين.
- لماذا يسمى الريبوسوم ريبوزيماً؟
- لأن موقعه التحفيزي، الذي يشكل الروابط الببتيدية بين الأحماض الأمينية، مبني من الرنا الريبوسومي بدلاً من البروتين، فإن الريبوسوم هو إنزيم رنا، أو ريبوزيم.