ترجمه و کد ژنتیکی
چگونگی خواندن پیامرسان RNA توسط ریبوزوم، سه باز در یک زمان، و ساخت پروتئین مربوطه، و چگونگی نگاشت کد ژنتیکی کدونها به اسیدهای آمینه.
Definition
ترجمه، سنتز پلیپپتید از توالی کدون یک RNA پیامرسان است که توسط ریبوزوم کاتالیز میشود؛ کد ژنتیکی مجموعهای از قوانین است که توسط آن سهتاییهای نوکلئوتیدی (کدونها) اسیدهای آمینه و سیگنالهای توقفی را که یک پروتئین را تعریف میکنند، مشخص میکنند.
Scope
این حوزه رمزگشایی mRNA به پروتئین و کدی که زیربنای آن است را پوشش میدهد. این شامل کد ژنتیکی و خواص آن، ساختار و نقش کاتالیزوری ریبوزوم، RNAهای ناقل و آمینواسیل-tRNA سنتتازهایی که آنها را شارژ میکنند، و مراحل آغاز، طویلسازی و پایان ترجمه میشود. اصلاح پس از ترجمه و تاخوردگی به عنوان موضوعات مرتبط ذکر شدهاند و در اینجا به تفصیل بررسی نمیشوند.
Sub-topics
Core questions
- چگونه سهتاییهای نوکلئوتیدی با اسیدهای آمینه خاص مطابقت داده میشوند؟
- ساختار ریبوزوم چیست و چگونه تشکیل پیوند پپتیدی را کاتالیز میکند؟
- چگونه RNAهای ناقل اسید آمینه صحیح را به کدون صحیح حمل میکنند؟
- ترجمه چگونه به دقت آغاز، طویل و متوقف میشود؟
Key theories
- کد ژنتیکی سهتایی و تقریباً جهانی
- هر اسید آمینه توسط یک یا چند کدون سهنوکلئوتیدی مشخص میشود، کدی که تباهیده است و عمدتاً در سراسر حیات مشترک است، که توسط آزمایشهای سنتز بدون سلول که اولین کدونها را رمزگشایی کردند، ایجاد شد.
- دگم مرکزی — از RNA به پروتئین
- ترجمه مرحله هدایتکننده پروتئین دگم مرکزی را محقق میکند و اطلاعات توالی حمل شده توسط mRNA را به توالی اسید آمینه یک پروتئین تبدیل میکند.
Mechanisms
آمینواسیل-tRNA سنتتازها هر اسید آمینه را به tRNA متناظر خود متصل میکنند، که آنتیکدون آن با کدون mRNA مربوطه مطابقت دارد. زیرواحد کوچک ریبوزوم، با فاکتورهای آغازگر، کدون آغاز را پیدا میکند؛ سپس زیرواحد بزرگ به آن میپیوندد، و ریبوزوم کدون به کدون حرکت میکند و تشکیل پیوند پپتیدی بین زنجیره در حال رشد و هر آمینواسیل-tRNA ورودی را در مرکز کاتالیزوری خود کاتالیز میکند. فاکتورهای طویلسازی tRNAها را تحویل میدهند و جابجایی را هدایت میکنند، و فاکتورهای رهاسازی کدونهای توقف را برای آزاد کردن پروتئین کامل شده تشخیص میدهند.
Clinical relevance
دستگاه ترجمه هدف بسیاری از آنتیبیوتیکها است که از تفاوتهای بین ریبوزومهای باکتریایی و انسانی بهره میبرند، و خطاهای خوانش کد و نقصهای tRNA به بیماری کمک میکنند؛ این موارد به عنوان اهمیت ذکر شدهاند، نه راهنمایی بالینی.
History
کد ژنتیکی در اوایل تا اواسط دهه 1960 از طریق سنتز بدون سلول با RNAهای مصنوعی توسط نیرنبرگ و ماتای و کار تخصیص کدون توسط خورانا و دیگران رمزگشایی شد؛ مطالعات ساختاری بعدی ریبوزوم نشان داد که یک ریبوزیم است، که روایت مدرن ترجمه را تکمیل میکند.
Key figures
- Marshall Nirenberg
- Francis Crick
- Har Gobind Khorana
- Ada Yonath
Related topics
Seminal works
- nirenberg1961
- crick1970
- watson2013
Frequently asked questions
- چرا کد ژنتیکی تباهیده نامیده میشود؟
- زیرا بیشتر اسیدهای آمینه توسط بیش از یک کدون مشخص میشوند، بنابراین چندین سهتایی مختلف میتوانند یک اسید آمینه را کدگذاری کنند.
- آیا کد ژنتیکی در همه موجودات یکسان است؟
- تقریباً جهانی است، با همان تخصیص کدون در بیشتر موجودات زنده، اگرچه چند اندامک و ارگانیسم از تغییرات جزئی استفاده میکنند.