Ribozomlar ve Translasyon
Translasyon, ribozomun bir haberci RNA'nın (mRNA) kodonlarını okuyarak ilgili amino asit zincirini bir araya getirdiği süreçtir. Ribozom, haberci RNA'yı (mRNA) deşifre eden küçük bir alt birim ile peptit bağı oluşumunu katalize eden büyük bir alt birimden oluşan, ribozomal RNA ve proteinlerden meydana gelen büyük bir komplekstir. Yapısal çalışmalar, bu kataliz işleminin ribozomal RNA tarafından gerçekleştirildiğini göstermiş ve ribozomu bir ribozim haline getirmiştir.
Tanım
Translasyon, ribozom aracılığıyla gerçekleşen bir polipeptit sentezidir; bu süreçte taşıyıcı RNA'lar (tRNA'lar) ardışık mRNA kodonlarına uygun amino asitleri taşır ve ribozomun RNA çekirdeği aralarındaki peptit bağı oluşumunu katalize eder.
Kapsam
Bu konu, ribozomun ve alt birimlerinin yapısını, translasyonun üç aşamasını (başlangıç, uzama, sonlanma), taşıyıcı RNA'nın (tRNA) ve genetik kodun rollerini ve gen ifadesi için bir kontrol noktası olarak translasyon başlangıcının düzenlenmesini kapsamaktadır. Bu, moleküler biyolojiye yönelik bir referanstır ve klinik tavsiye içermemektedir.
Temel sorular
- Bir mRNA kodonu doğru amino asitle nasıl eşleştirilir?
- Küçük ve büyük ribozomal alt birimlerin rolleri nelerdir?
- Translasyonun başlangıcı ve sonu nasıl tanımlanır?
- Başlangıç, translasyonun neden başlıca düzenlenmiş adımıdır?
Anahtar kavramlar
- Küçük ve büyük ribozomal alt birimler
- Ribozomal RNA ve ribozomal proteinler
- A, P ve E tRNA bağlanma bölgeleri
- Taşıyıcı RNA (tRNA) ve aminoaçilasyon
- Genetik kod ve kodon-antikodon eşleşmesi
- Başlangıç, uzama ve sonlanma
- Peptidil transferaz merkezi
- Başlık bağımlı translasyon başlangıcı (Cap-dependent translation initiation)
Temel kuramlar
- Ribozomun bir ribozim olarak işlevi
- Büyük alt birimin yüksek çözünürlüklü yapıları, peptidil transferaz merkezinde protein değil, yalnızca ribozomal RNA bulunduğunu göstermiştir; bu da peptit bağı oluşumunun RNA tarafından katalize edildiği görüşünü desteklemekte ve translasyonun RNA dünyası kökeniyle tutarlılık göstermektedir.
Mekanizmalar
Bir ribozom, küçük alt birimin başlangıç kodonunu ve bir başlatıcı tRNA'yı konumlandırmasıyla bir mRNA üzerinde birleşir; ökaryotlarda bu başlık bağımlı başlangıç (cap-dependent initiation), başlatma faktörleri (initiation factors) aracılığıyla kontrol edilen başlıca düzenlenmiş adımdır (Sonenberg & Hinnebusch, 2009). Uzama sırasında, aminoaçil-tRNA'lar A bölgesine girer, büyük alt birimin peptidil transferaz merkezi peptit bağını oluşturur ve ribozom yer değiştirerek zincirin kodon kodon büyümesini sağlar; yapısal çalışmalar bu katalitik aktiviteyi ribozomal RNA'ya lokalize etmiştir (Nissen ve diğerleri, 2000). Dur kodonunun salım faktörleri (release factors) tarafından tanınması sentezi sonlandırır ve tamamlanmış polipeptidi serbest bırakır; bu polipeptit daha sonra dizisine göre katlanır (Anfinsen, 1973).
Klinik önem
Translasyon, bir hücrenin hangi proteinleri ve ne miktarda üreteceğini belirlediği için, düzenlenmesi normal hücre büyümesi için merkezi bir öneme sahiptir ve birçok antibiyotik, bakteriyel ribozomları hedef alarak etki etmektedir. Bu madde, mekanizmayı ve genel önemini açıklamaktadır; ilaç seçimi veya hasta bakımı için bir rehber değildir.
Tarihçe
Translasyonun ana hatları, genetik kod ve tRNA'nın adaptör rolü, yirminci yüzyıl ortası moleküler biyoloji çalışmalarıyla ortaya konmuştur. 2000'li yıllarda ribozomal alt birimlerin atomik çözünürlüklü kristal yapıları, RNA'nın katalitik çekirdeği oluşturduğunu gösteren kanıtlarla birlikte (Nissen ve diğerleri, 2000), ribozomun nasıl çalıştığına dair anlayışı dönüştürmüş ve 2009 Nobel Kimya Ödülü ile tanınmıştır.
Öne çıkan isimler
- Thomas Steitz
- Venkatraman Ramakrishnan
- Ada Yonath
- Nahum Sonenberg
İlgili konular
Temel eserler
- nissen-2000
- sonenberg-2009
Sıkça sorulan sorular
- Transkripsiyon ve translasyon arasındaki fark nedir?
- Transkripsiyon, bir DNA genini haberci RNA'ya kopyalar; translasyon ise bu haberci RNA'yı ribozom üzerinde okur ve ilgili proteini sentezler. Translasyon, protein yapım aşamasıdır.
- Ribozom neden ribozim olarak adlandırılır?
- Amino asitler arasındaki peptit bağlarını oluşturan katalitik bölgesi proteinden ziyade ribozomal RNA'dan yapıldığı için ribozom, bir RNA enzimi veya ribozimdir.