Skip to main content
Global

8.6: סינתזת חלבון: תרגום (RNA לפוליפפטיד)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    208414

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    התרגום כולל אברון תאי מורכב, הריבוזום, שיחד עם מספר גורמים נלווים קורא את הקוד במולקולת mRNA ומייצר את הפוליפפטיד 235 המתאים. הריבוזום הוא האתר של סינתזת פוליפפטיד. הוא מחזיק את המרכיבים השונים (ה-mRNA, tRNAs וגורמי עזר) בסמיכות מתאימה זה לזה כדי לזרז סינתזת פוליפפטיד. אבל אולי אנחנו מקדימים את עצמנו. ראשית, מה זה בעצם tRNA?

    תהליך השעתוק משמש גם ליצירת סוגים אחרים של RNA; אלה ממלאים תפקידים מבניים, קטליטיים ורגולטוריים בתוך התא. מבין אלה שאינם mRNA, שניים חשובים במיוחד בהקשר של סינתזת פוליפפטיד. הראשונות הן מולקולות הידועות בשם RNAs העברה (tRNAs). מולקולות RNA קטנות חד-גדיליות אלה מתקפלות על עצמן כדי ליצור מבנה קומפקטי בצורת L. בחיידק E. coli, ישנם 87 גנים המקודדים ל-tRNA (ישנם למעלה מ-400 גנים המקודדים ל-tRNA בבני אדם). עבור כל חומצת אמינו וכל קודון יש tRNA אחד או יותר. היוצא מן הכלל היחיד הוא קודוני העצירה, שעבורם אין tRNAs. tRNA ספציפי לחומצת האמינו פנילאלנין ייכתב tRNA Phe. שני חלקים של מולקולת ה-tRNA חשובים במיוחד ומקושרים מבחינה תפקודית: החלק שמזהה את הקודון על ה-mRNA (בקומפלקס ה-mRNA-ריבוזום) וגזע מקבל חומצות האמינו, שם מחוברת חומצת אמינו ל-tRNA. כל סוג ספציפי של tRNA יכול לזהות קודון מסוים ב-mRNA באמצעות אינטראקציות זיווג בסיסים עם מה שמכונה האנטי-קודון. שאר מולקולת ה- tRNA מתווכת אינטראקציות עם זרזי חלבון (אנזימים) המכונים סינתזות אמינו acyl tRNA. יש סינתטאז אמינו acyl tRNA מובהק לכל חומצת אמינו: יש סינתטאז פנילאלנין-tRNA וסינתטאז פרולין-tRNA וכו' סינתטאז אמינו acyl tRNA קושר את ה-tRNA המתאים ואת חומצת האמינו המתאימה, ובאמצעות תגובה מצורפת לתגובת נוקלאוטיד טריפוספט הידרוליזה חיובית מבחינה תרמודינמית, מזרזת את יצירת הקשר הקוולנטי בין גזע מקבל חומצות האמינו של גזע מקבל חומצות אמינו של גזע ה- tRNA וחומצת האמינו, ליצירת מה שמכונה acyl-tRNA טעון או אמינו. הלולאה המכילה את האנטי-קודון ממוקמת בקצה השני של מולקולת ה- tRNA. כפי שנראה, במהלך סינתזת הפוליפפטיד, קבוצת חומצות האמינו המחוברת לגזע המקבל של ה-tRNA תועבר מה-tRNA לפוליפפטיד הגדל.

    ריבוזומים: ריבוזומים מורכבים מכמויות שוות בערך (לפי מסה) של ריבוזומלי (rRNA) ופוליפפטידים ריבוזומליים. ריבוזום פעיל מורכב מתת-יחידה ריבוזומלית קטנה וגדולה. בחיידק E. coli, יחידת המשנה הקטנה מורכבת מ-21 פוליפפטידים שונים ומולקולת rRNA באורך 1542 נוקלאוטידים, בעוד שתת-היחידה הגדולה מורכבת מ-33 פוליפפטידים שונים ושני rRNA, אחד באורך 121 נוקלאוטידים והשני 2904 נוקלאוטידים באורך 236. למותר לציין (אז למה אנחנו אומרים את זה?) שכל פוליפפטיד ריבוזומלי ו- RNA הוא בעצמו תוצר גנטי. לריבוזום השלם יש משקל מולקולרי של ~ 3 x 10 6 דלטון. אחד ה-rRNAs הוא זרז שמור אבולוציונית, המכונה ריבוזים (בניגוד לזרזים מבוססי חלבון, הידועים כאנזימים). rRNA זה שוכן בלב הריבוזום ומזרז את העברת חומצת האמינו הקשורה ל-tRNA לקצה החומצה הקרבוקסילית של שרשרת הפוליפפטיד הגדלה. קטליזה מבוססת RNA היא תכונה שמורה של סינתזת פוליפפטיד ונראה שהיא מייצגת תכונה הומולוגית אבולוציונית.

    שרשרת הפוליפפטיד הגדלה קשורה ל-tRNA, המכונה tRNA פפטידיל. כאשר aA-tRNA חדש נכנס לאתר הפעיל של הריבוזום (אתר A), הפוליפפטיד הגדל מתווסף אליו, כך שהוא הופך ל- tRNA של פפטידיל (עם חומצת אמינו שנוספה לאחרונה, חומצת האמינו הקשורה במקור ל- aa-tRNA נכנס). קבוצת הפוליפפטיד המצורפת הזו היא כעת חומצת אמינו אחת ארוכה יותר.

    הציטופלזמה של התאים עמוסה בריבוזומים. בתא חיידקי הגדל במהירות, ~ 25% ממסת התא הכוללת היא ריבוזומים. למרות שהם דומים מבחינה מבנית, ישנם הבדלים אופייניים בין הריבוזומים של חיידקים, ארכאים ואיקריוטים. זה חשוב מנקודת מבט מעשית. לדוגמה, מספר אנטיביוטיקה מעכבת באופן סלקטיבי סינתזת פוליפפטיד על ידי ריבוזומים חיידקיים, אך לא אוקריוטיים. גם לכלורופלסטים וגם למיטוכונדריה יש ריבוזומים מסוג החיידק. זוהי עדות נוספת לכך שכלורופלסטים ומיטוכונדריה הם צאצאים מאנדוסימביונטים חיידקיים וסיבה לכך שאנטיביוטיקה אנטי-בקטריאלית חוסמת תרגום היא בעיקר שפירה, מכיוון שרוב הריבוזומים בתוך תא אוקריוטי אינם מושפעים על ידם.

    תורמים וייחוסים