مراحل الترجمة

دورة تخليق البروتين ثلاثية المراحل — البدء، الاستطالة، والإنهاء — التي يبني من خلالها الريبوسوم عديد الببتيد كودونًا تلو الآخر.

Definition

مراحل الترجمة هي الأطوار المرتبة — البدء، الاستطالة، والإنهاء، تليها إعادة التدوير — التي يقوم من خلالها الريبوسوم، والحمض النووي الريبوزي الناقل (tRNAs)، والعوامل البروتينية بتخليق عديد الببتيد من الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) ثم إطلاقه.

Scope

يغطي هذا الموضوع آليات دورة الترجمة: تجميع مركب البدء عند كودون البدء، ودورة الاستطالة المتكررة لفك الشفرة، وتكوين الرابطة الببتيدية، والانتقال المدفوع بعوامل الاستطالة، والإنهاء عند كودون التوقف مع إطلاق البروتين المكتمل وإعادة تدوير الريبوسوم. وهو يعتمد على موضوعي الريبوسوم والحمض النووي الريبوزي الناقل (tRNA)، مع التركيز على العملية التدريجية وعواملها.

Core questions

• كيف يتم تحديد كودون البدء وتجميع الريبوسوم للبدء؟
• ماذا يحدث في كل جولة من دورة الاستطالة؟
• كيف تدفع عوامل الاستطالة فك الشفرة الدقيق والانتقال؟
• كيف يتم إيقاف التخليق وإطلاق البروتين المكتمل؟

Key theories

دورة الاستطالة

تكرر الاستطالة تسلسلاً ثابتًا — توصيل حمض أميني ريبوزي ناقل (aminoacyl-tRNA) إلى الموقع A، وتكوين الرابطة الببتيدية، والانتقال الذي يحرك الريبوسوم كودونًا واحدًا إلى الأمام — بحيث ينمو البروتين بمخلف واحد في كل مرة.

الدقة والاتجاهية المدفوعة بالعوامل

تربط عوامل الاستطالة والإطلاق التي تحلل ثلاثي فوسفات الغوانوزين (GTP) استهلاك الطاقة بالاختيار الصحيح للحمض النووي الريبوزي الناقل (tRNA)، والانتقال، والتعرف على كودون التوقف، مما يمنح الترجمة كلاً من السرعة والدقة.

Mechanisms

يضع البدء الوحدة الفرعية الصغيرة والحمض النووي الريبوزي الناقل البادئ (initiator tRNA) عند كودون البدء ويجذب الوحدة الفرعية الكبيرة. في كل دورة استطالة، يقوم عامل استطالة بتوصيل حمض أميني ريبوزي ناقل (aminoacyl-tRNA) إلى الموقع A، حيث يتم التحقق من الاقتران الصحيح بين الكودون ومضاد الكودون؛ يشكل مركز ناقلة الببتيد (peptidyl transferase centre) رابطة ببتيدية، ويحفز عامل استطالة ثانٍ الانتقال (translocation)، مما يحول الحمض النووي الريبوزي الناقل (tRNAs) إلى الموقعين P و E ويكشف الكودون التالي. عندما يدخل كودون توقف إلى الموقع A، تؤدي عوامل الإطلاق إلى تحلل عديد الببتيد المكتمل، ويتم تفكيك الريبوسوم وإعادة تدويره.

Clinical relevance

تمنع العديد من المضادات الحيوية مراحل محددة من الترجمة البكتيرية، وترتبط العيوب في عوامل البدء أو الاستطالة بالمرض؛ يتم تقديمها كأهمية وليست إرشادات سريرية.

History

أدت إعادة التكوين الكيميائي الحيوي للترجمة في الستينيات والسبعينيات إلى تحديد عوامل البدء والاستطالة والإطلاق والخطوات التي تعتمد على ثلاثي فوسفات الغوانوزين (GTP)؛ لاحقًا، صقلت اللقطات الهيكلية للريبوسوم في كل مرحلة الدورة التي تُعرض الآن في الكتب المدرسية.

Key figures

• Marshall Nirenberg
• Harry Noller

Seminal works

• watson2013
• lodish2016

Frequently asked questions

ما هي المراحل الثلاث للترجمة؟

البدء، حيث يتجمع الريبوسوم عند كودون البدء؛ الاستطالة، حيث تضاف الأحماض الأمينية في دورات؛ والإنهاء، حيث ينهي كودون التوقف التخليق ويطلق البروتين.

لماذا يعتبر ثلاثي فوسفات الغوانوزين (GTP) ضروريًا أثناء الترجمة؟

تحلل عوامل الاستطالة والإطلاق ثلاثي فوسفات الغوانوزين (GTP) لدفع الاختيار الدقيق للحمض النووي الريبوزي الناقل (tRNA)، والانتقال، والتعرف على كودون التوقف، مما يربط استخدام الطاقة بالدقة والحركة.