Translasyonun Evreleri
Protein sentezinin üç aşamalı döngüsü — başlangıç, uzama ve sonlanma — ribozomun kodon kodon bir polipeptit inşa ettiği süreçtir.
Tanım
Translasyon evreleri, ribozom, taşıyıcı RNA'lar (transfer RNAs) ve protein faktörleri aracılığıyla bir mRNA'dan polipeptit sentezleyip daha sonra serbest bıraktığı, başlangıç, uzama ve sonlanma, ardından geri dönüşüm (recycling) gibi sıralı aşamalardır.
Kapsam
Bu konu, translasyon döngüsünün mekaniğini kapsamaktadır: başlangıç kodonunda başlangıç kompleksinin (initiation complex) bir araya gelmesi, kod çözme (decoding) uzama döngüsünün tekrarı, peptit bağı oluşumu ve uzama faktörleri (elongation factors) tarafından yönlendirilen translokasyon ile tamamlanmış proteinin salınması ve ribozomun geri dönüşümü (recycling) ile durdurma kodonunda sonlanma. Ribozom ve tRNA konuları üzerine inşa edilmiş olup, adım adım ilerleyen sürece ve faktörlerine odaklanmaktadır.
Temel sorular
- Başlangıç kodonu nasıl bulunur ve ribozom başlamak için nasıl bir araya gelir?
- Uzama döngüsünün her turunda ne olur?
- Uzama faktörleri doğru kod çözme (decoding) ve translokasyonu nasıl yönlendirir?
- Sentez nasıl durdurulur ve tamamlanmış protein nasıl salınır?
Temel kuramlar
- Uzama döngüsü
- Uzama, bir aminoaçil-tRNA'nın A bölgesine (A site) taşınması, peptit bağı oluşumu ve ribozomu bir kodon ileriye taşıyan translokasyon gibi sabit bir diziyi tekrarlar; böylece protein her seferinde bir kalıntı (residue) büyür.
- Faktör güdümlü doğruluk ve yönlülük
- GTP hidrolize eden uzama ve salım faktörleri (release factors), enerji harcamasını doğru tRNA seçimi, translokasyon ve durdurma kodonu tanıma ile eşleştirerek translasyona hem hız hem de doğruluk (fidelity) kazandırır.
Mekanizmalar
Başlangıç, küçük alt birimi (small subunit) ve başlatıcı tRNA'yı (initiator tRNA) başlangıç kodonuna konumlandırır ve büyük alt birimi (large subunit) çağırır. Her uzama döngüsünde, bir uzama faktörü (elongation factor) bir aminoaçil-tRNA'yı (aminoacyl-tRNA) A bölgesine (A site) taşır ve burada doğru kodon-antikodon eşleşmesi kontrol edilir; peptidil transferaz merkezi (peptidyl transferase centre) bir peptit bağı oluşturur ve ikinci bir uzama faktörü translokasyonu katalize ederek tRNA'ları P ve E bölgelerine (P and E sites) kaydırır ve bir sonraki kodonu açığa çıkarır. Bir durdurma kodonu A bölgesine girdiğinde, salım faktörleri (release factors) tamamlanmış polipeptidin hidrolizini tetikler ve ribozom ayrışarak geri dönüştürülür.
Klinik önem
Çeşitli antibiyotikler bakteriyel translasyonun belirli evrelerini bloke etmektedir ve başlangıç veya uzama faktörlerindeki kusurlar hastalıkla ilişkilendirilmektedir; bu bilgi klinik rehberlikten ziyade önemini belirtmek amacıyla sunulmuştur.
Tarihçe
1960'lı ve 1970'li yıllarda translasyonun biyokimyasal olarak yeniden oluşturulması (reconstitution) ile başlangıç, uzama ve salım faktörleri (release factors) ile GTP güdümlü adımlar tanımlanmıştır; daha sonra ribozomun her evresindeki yapısal anlık görüntüler (structural snapshots) günümüzde ders kitaplarında sunulan döngüyü iyileştirmiştir.
Öne çıkan isimler
- Marshall Nirenberg
- Harry Noller
İlgili konular
Temel eserler
- watson2013
- lodish2016
Sıkça sorulan sorular
- Translasyonun üç evresi nelerdir?
- Başlangıç, ribozomun başlangıç kodonunda bir araya geldiği evre; uzama, amino asitlerin döngüler halinde eklendiği evre; ve sonlanma, bir durdurma kodonunun sentezi sonlandırdığı ve proteini serbest bıraktığı evredir.
- Translasyon sırasında neden GTP'ye ihtiyaç duyulur?
- Uzama ve salım faktörleri (release factors), doğru tRNA seçimi, translokasyon ve durdurma kodonu tanımayı yönlendirmek için GTP'yi hidrolize ederek enerji kullanımını doğruluk (fidelity) ve hareketle eşleştirir.