Các giai đoạn của quá trình dịch mã

Chu trình ba pha của quá trình tổng hợp protein — khởi đầu, kéo dài và kết thúc — qua đó ribosome xây dựng một chuỗi polypeptide từng codon một.

Definition

Các giai đoạn của quá trình dịch mã là các pha có thứ tự — khởi đầu, kéo dài và kết thúc, sau đó là tái chế — qua đó ribosome, các RNA vận chuyển (tRNA) và các yếu tố protein tổng hợp một chuỗi polypeptide từ một mRNA và sau đó giải phóng nó.

Scope

Chủ đề này bao gồm cơ chế của chu trình dịch mã: lắp ráp phức hợp khởi đầu tại codon bắt đầu, chu trình kéo dài lặp đi lặp lại của giải mã, hình thành liên kết peptide và chuyển vị được thúc đẩy bởi các yếu tố kéo dài, và kết thúc tại một codon dừng với sự giải phóng protein hoàn chỉnh và tái chế ribosome. Nó được xây dựng dựa trên các chủ đề về ribosome và tRNA, tập trung vào quá trình từng bước và các yếu tố của nó.

Core questions

• Làm thế nào để xác định codon bắt đầu và lắp ráp ribosome để bắt đầu?
• Điều gì xảy ra trong mỗi vòng của chu trình kéo dài?
• Các yếu tố kéo dài thúc đẩy quá trình giải mã và chuyển vị chính xác như thế nào?
• Quá trình tổng hợp được dừng lại và protein hoàn chỉnh được giải phóng như thế nào?

Key theories

Chu trình kéo dài

Quá trình kéo dài lặp lại một trình tự cố định — đưa một aminoacyl-tRNA đến vị trí A, hình thành liên kết peptide và chuyển vị di chuyển ribosome một codon về phía trước — để protein phát triển từng dư lượng một.

Độ chính xác và định hướng được thúc đẩy bởi yếu tố

Các yếu tố kéo dài và giải phóng thủy phân GTP kết nối việc tiêu thụ năng lượng với việc lựa chọn tRNA chính xác, chuyển vị và nhận diện codon dừng, mang lại cho quá trình dịch mã cả tốc độ và độ trung thực.

Mechanisms

Khởi đầu định vị tiểu đơn vị nhỏ và tRNA khởi đầu tại codon bắt đầu và tuyển mộ tiểu đơn vị lớn. Trong mỗi chu trình kéo dài, một yếu tố kéo dài đưa một aminoacyl-tRNA đến vị trí A, nơi sự bắt cặp codon–anticodon chính xác được kiểm tra; trung tâm peptidyl transferase hình thành một liên kết peptide, và một yếu tố kéo dài thứ hai xúc tác quá trình chuyển vị, dịch chuyển các tRNA đến vị trí P và E và để lộ codon tiếp theo. Khi một codon dừng đi vào vị trí A, các yếu tố giải phóng kích hoạt quá trình thủy phân chuỗi polypeptide hoàn chỉnh, và ribosome được phân ly và tái chế.

Clinical relevance

Một số loại kháng sinh ngăn chặn các giai đoạn cụ thể của quá trình dịch mã ở vi khuẩn, và các khiếm khuyết trong các yếu tố khởi đầu hoặc kéo dài có liên quan đến bệnh tật; được cung cấp như một ý nghĩa hơn là hướng dẫn lâm sàng.

History

Sự tái tạo sinh hóa của quá trình dịch mã vào những năm 1960 và 1970 đã xác định các yếu tố khởi đầu, kéo dài và giải phóng cùng các bước được thúc đẩy bởi GTP; các hình ảnh cấu trúc sau này của ribosome ở mỗi giai đoạn đã tinh chỉnh chu trình hiện được trình bày trong sách giáo khoa.

Key figures

• Marshall Nirenberg
• Harry Noller

Seminal works

• watson2013
• lodish2016

Frequently asked questions

Ba giai đoạn của quá trình dịch mã là gì?

Khởi đầu, trong đó ribosome lắp ráp tại codon bắt đầu; kéo dài, trong đó các axit amin được thêm vào theo chu kỳ; và kết thúc, trong đó một codon dừng kết thúc quá trình tổng hợp và giải phóng protein.

Tại sao GTP cần thiết trong quá trình dịch mã?

Các yếu tố kéo dài và giải phóng thủy phân GTP để thúc đẩy việc lựa chọn tRNA chính xác, chuyển vị và nhận diện codon dừng, kết nối việc sử dụng năng lượng với độ trung thực và chuyển động.