5. Трансляция
Бұл матрицалық синтездегі ең күрделі үрдіс- тек көшіру емес, ақпараттың нуклеин қышқылының тілінен, нәруыз тіліне аударылуы. Генетикалық код- сөздік
Трансляцияның басталуы үшін қажет :
Рибосомалар- нәруыз синтезі жүретін органоид.
Матрица мРНК –ДНК-ғы ақпаратты рибосомаға жеткізеді.;
Мономерлер – аминқышқылдар
тРНК-лар аминқышқылдарды рибосомаға тасымалдайды
Макроэргиялық қосылыс АТФ
.
Бұл үрдіске аминоқышқылдар бос күйінде емес тРНК жабысқан күйде қатысады.
Сурет 9. Транспорттық РНК (екінші реттік құрылым)
Әр аминқышқыл үшін кем дегенде бір тРНК болады.
тРНК молекуласы құрамына 80 жуық рибонуклеотидтер кіреді, олардың кейбірлерінің арасында өзара іштей сутектік байланыс. Осылай екі тізбектен құралған тРНК бөлігін сабақ деп атайды, ал бір тізбекті бөлігін – ілмек (петля) деп атайды. тРНК пішіні беде жапырағына ұқсайды, оның құрамында 3 ілмек және 4 сабақ болады . тРНК –ның 3′-шетіне аминқышқылдар бекінсе, қарама –қарсы бағытына антикодон орналасады. Антикодон – ол рибонуклеотидтердің 3 негіздер реттілігі, яғни триплет орналасады. Бұл триплет мРНК-ға антикодон, ал ДНК –ға кодон болып келеді.
Аминқышқылының тРНК-ға бірігуі жасуша цитоплазмасында жүреді және энергия шығынын (АТФ) қажет етеді .
Сурет 10. тРНК антикодоны мен мРНК кодонының қосылу схемасы.
тРНК молкуласының бір ұшында әр уақытта гуанин нуклеотиді бекінсе, екінші ұшына ЦЦА триплеті жалғанады. Тура осы триплетке аминқышқылдары жалғанады. Әр аминқышқылы өзіне комплементарлы антикодоны бар тРНК-ға бекінеді. Аминоқышқылдың тРНК-ға бекінуі арнайы аминоацил-тРНК-синтетаза ферментімен катализденеді. Аминоқышқылдардың әрқайсысының өзінің синтетаза ферменті бар.
Нәруыз синтезі –трансляция деп аталады. Ол бірнеше кезеңдерден түрады.
мРНК-ның рибосомаға бекінуі.(инициалдаушы кешеннің түзілуі)
Аминоқышқылдың белсендірілуі (активация) тРНК-ға тіркелуі.
Инициация (басталуы)
Элонгация (Өсу)
Терминация (аяқталу)
Рибосомада 3 орталық бар, оның бірі мРНК-ның рибосомаға бекінуіне арналған, екеуі тРНК үшін олардың біреуі тРНК молекуласын, өсіп келе жатқан полипептидтік тізбек бойында ұстап тұрушы, сондықтан оны пептидил-тРНК немесе Р –сайты (учаскесі) деп атайды. Екіншісі аминқышқылымен қосылған тРНК молекуласын ұстап тұру үшін, оны аминоацил –тРНК-ны байланыстырушы немесе А- сайты (учаскесі) деп атайды.
Сурет 11. Рибосомадағы орталықтар
Инициация
Трансляция инициалдаушы кешеннің түзілуінен басталады. Инициалдаушы кешеннің құрамы: рибосоманың кіші бірлігі 40 S; мРНК; аминоацил-тРНКмет; рибосоманың үлкен бірлігі.
Сонымен инициалдаушы кешеннің түзілу реттілігі:
1) мРНК рибосоманың кіші суббірлігімен комплементарлық принципке сәйкес байланысады, ескеретіні рибосоманың Р –сайтында әр уақытта мРНК –ның АУГ кодоны келеді,
2) мРНК –ның АУГ кодонына, метионин аминқышқылымен байланысқан тРНК-ның антикодоны келіп жалғанады.Яғни синтез метионин қышқылынан басталады деген сөз.
3) Рибосоманың үлкен суббірлігі келіп қосылады.
Осылайша жұмысқа дайын рибосома ұйымдасады.
Трансляцияның келесі сатысы: аминоқышқылдың белсендірілуі (активация) тРНК-ға тіркелуі.
Нәруыз синтезі үрдісінің негізгі агент ролін тРНК молекулалары атқарады.тРНҚ-ға полипептидтерге бірікпей тұрып аминоқышқылдар жалғанады. Амин қышқылдары өздерінің карбоксилдік ұшымен тРНК молекуласына қосыла отырып, белсенді энергия бай түрге айналады. Яғни активацияланады ол деген амин қышқылдары өз бетімен пептидтік байланыс түзе алады және полипептидтерді синтездеуге мүмкіндік туады деген сөз.Бұл активация процесі-нәруыз синтезіне қажетті кезең, себебі бос аминқышқылдары полипептидтік тізбекке тікелей жалғаса алмайды. Өсіп келе жатқан полипептидтік тізбекке дәл сол амин қышқылы қосылуы керектігі амин қышқылына байланысты емес, оны тіркеп алған тРНК молекуласына тәуелді
Элонгация
Рибосомада полипептидтік тізбектің өсуі –элонгация үш түрлі жеке сатылардан тұратын цикл ретінде қарауға болады.
Аминқышқылымен байланысқан тРНК комплементарлы принципке сәйкес (антикодон-кодон) мРНК мен байланысады да рибосомаға кіреді. Аминқышқылмен байланысқан бірінші тРНК, мРНК бойымен жылжып рибосоманың пептильды орталық Р –учаскесіне орнығады, ал аминқышқылымен байланысқан екінші тРНК аминоцил немесе А орталығына бекінеді. Аминқышқылдары бір біріне жақындап араларында пептидті байланыс пайда болып, дипептид түзіледі. Бұл сәтте бірінші тРНК босап, рибосомадан босап жылжиды, сол уақытта ол өзімен бірге мРНК-ны тартады, тура 1 триплетке. Ал екінші дипептидпен байланысқан тРНК пептидальды орталыққа (Р) жылжиды, ал рибосомаға аминқышқылымен байланысқан үшінші тРНК кіреді. Осылай үрдіс бірнеше рет қайталанады, ал мРНК рибосома арқылы жылжи отырып, әр кез бір аминқышқылымен байланысқан тРНК енгізіп, келесісін шығарып отырады. Сөйтіп полипептидтік тізбек құрылады. Бұл үрдісті бірнеше фермент реттейді және АТФ түрінде энергия жұмсалады.
Үшінші саты, соңғы,-терминация трасляцияның аяқталуы.
Рибосомадағы аминоацил орталығына (А учаскесі) стоп-кадондардың бірі (УАА; УАГ; УГА) келгенде нәруыз синтезі тоқтайды.Осы жағдайда тРНК орнын, соңғы тРНК мен синтезделген нәруыз арасындағы байланысты гидролиздейтін нәруыз-фермент алмастырады. Рибосома мРНК дан ажырап, екі суббірлікке ыдырайды. Соңғы тРНК да босап цитоплазмаға қайтып оралады. Синтезделген нәруыз эндоплазмалық торға немесе цитоплазмаға түсіп, қажетті құрылымға ие болады.