Þýðing

• Þýðing


  Myndun prótíns með afkóðun á mRNA röð
• Prótín innihalda 20 amínósýrur
• tRNA


  • Milliliður í afkóðun mRNA raðar og þýðingar í prótín
  • Hver tRNA sameind hefur ákveðna amínósýru bundna á 3' enda sem samsvarar basaröð andtákna (anticodon) hennar
  • Við þýðingu rofnar tengi amínósýru við tRNA og hún tengist við vaxandi amínósýrukeðju
• Ríbósóm


  • Stór ríbónúkleóprótín (1/3 prótín, 2/3 RNA) með tvær undireiningar, stóra og litla
  • Innihalda rRNA og fjölmörg ríbósómaprótín
  • Færast frá 5' til 3' á mRNA sameindinni með 15 amínósýrur/sek og villutíðni 10-3 til 10-4 pr. amínósýru
• Hjálparþættir þýðingar


  Tengjast ríbósómi og hjálpa til við þýðingu
• Stig þýðingar


  1. Upphaf

  2. Lenging

  3. Stöðvun og endurvinnsla ríbósóma
• Undirbúningur


  1. Ríbósóm eru sett saman í kjarnakornum (nucleolus) í kjarna frumunnar

  2. Útflutningur ríbósóma í umfrymi

  3. tRNA eru "hlaðin" með viðeigandi amínósýru
• Þýðing


  1. Upphaf (initiation)

  2. Lenging (elongation)

  3. Stöðvun (termination)

  4. Endurvinnsla ríbósóma (ribosome recycling)
• tRNA


  • 3' endi allra tRNA sameinda ber röðina CCA og við hann er viðeigandi amínósýrum skeytt (3' CCA hali)
  • Fjögur svæði af tvíþátta RNA
  • Hver stofnlykkja tRNA sameindarinnar hefur skilgreint hlutverk
• tRNA


  • Þívíddarbygging tRNA er L-laga
  • Basar andtákna oftast staflaðir hver ofaná annan = U-beygja (U-turn)
  • H = hypermodified purine. Breytingar á basanum koma í veg fyrir víxlverkun við tákna í mRNA -> stuðlar að betri afstillingu tákna og andtákna hvorn við annann
• Inósín og Basi Y


  • Púrín - Oft í andtáknalykkjunni
  • Inósín er mikilvægt við reikipörun (wobble pairing)
• Erfðatáknmál


  • Hver tákni ákvarðar eina ákveðna amínósýru
  • Þriggja basa táknar eru einfaldasta leiðin til að skrá fyrir 20 amínósýrum
  • Allir mögulegar táknar eru nýttir (4^3 = 64) - Flestar amínósýrur eru táknaðar með fleiri en einum tákna
  • Fyrstu tvö kirni oft eins í öllum táknum ákveðinnar amínósýru - þriðja mismunandi
  • Einstök tRNA þekkja ekki alla tákna amínósýrunnar sem þau tengjast - Mismunandi tRNA sem bera sömu amínósýru kallast ísóþegar (isoacceptors)
• Reikipörun (wobble pairing)


  • Fyrstu tveir basar í tákna parast við basa 2 og 3 í andtákna með stífri Watson-Crick basapörun
  • Reikipörun er leyfð á þriðja basa táknans
  • Inósín er oft í andtákna og getur parast við U, C eða A
  • Erfðatáknmálið er "degenerate" - Í því er ákveðin margfeldni
• Erfðatáknmál hvatbera manna: Í ákveðnum lífverum og frumulíffærum (t.d. hvatberum manna) hefur merking sumra tákna breyst
• Amínóasýl tRNA synþetasar


  • Nákvæmni þýðingar byggir á nákvæmni tveggja sameindaferla: i) Tákna-andtákna þekkingu ii) Myndun á amínóasýl-tRNA sameindum
  • Hleðsla amínósýru á tRNA kallast amínóasýlering (aminoacylation)
  • Amínóacyl-tRNA synthetasar tengja amínósýru við tRNA í tveimur hvötunarskrefum með ATP
• Skref amínóasýlerings: 1. Amínósýra er virkjuð með bindingu á AMP (pýrófosfat losnar) - Orkuríkt tengi. Amínósýran helst bundin við ensímið og telst nú adenýlýleruð. 2. Hvötun á færslu amínósýrunnar af AMP yfir á annað hvort 2' eða 3' –OH hóp
• hvatbera


  Í ákveðnum lífverum og frumulíffærum (t.d. hvatberum manna) hefur merking sumra tákna breyst. t.d. Tetrahymena les UAA og UAG sem Gln, Mycoplasma les UAG sem Trp í stað Stop-tákna
• Amínóasýl tRNA synþetasar

  Nákvæmni þýðingar byggir á nákvæmni tveggja sameindarferla: i) Tákna-andtákna þekking ii) Myndun á amínóasýl-tRNA sameindun
• Amínóasýl tRNA synþetasar


  1. Amínósýra er virkjuð með bindingu á AMP (pýrófosfat losnar) -> Orkuríkt tengi. Amínósýran helst bundin við ensímið og telst nú adenýlýleruð.

  2. Hvötun á færslu amínósýrunnar af AMP yfir á annað hvort 2' eða 3' –OH hóp ríbósans á adenósíni á CCA hala á 3' enda tRNA.
• Amínóasýl tRNA synþetasar


  Hver amínóasýl-tRNA synthetasi parar á nákvæman hátt ákveðna amínósýru við tRNA sem hefur réttan and-tákna.
• Amínóasýl tRNA synþetasar


  • Sértækir amínóasýl synthetasar eru táknaðir með þriggja stafa skammstöfun hverrar amínósýru. T.d. MetRS : Methionine-amínóasýl-tRNA synthetasi.
  • Meþíonín tRNA eða tRNA Met gefur til kynna óhlaðið tRNA sem er sértækt fyrir meþíonín.
  • Metþíonýl-tRNA eða Met-tRNA gefur til kynna tRNA sem hefur verið amínóasetýlerað með meþíóníni.
• Hleðsla amínósýru á tRNA er mjög nákvæm. Aðeins ein villa á hverjar 10^4 amínóasetýleringar
• Amínóasýl tRNA synþetasar

  Þekkja tRNA á röð þeirra og byggingarlega eiginleika sem kallast auðkennisþættir (identity elements). Auðkennisþættir eru oftast í andtáknalykkju og acceptor stofni (acceptor stem).
• Amínóasýl tRNA synþetasar

  1. Val á réttri amínósýru fer fram í tveimur skrefum.

  2. Flestir amínóasýl tRNA synþetasar hafa amínóasetýleringarset og editeringarset.
• Amínóasýl tRNA synþetasar

  Stærðarútilokun heldur of stórum, ósamstæðum (non-cognate) amínósýrum frá amínóasetýleringarsetinu. Editeringarsetið sér um leiðréttingu/höfnun á ósamstæðum amínósýrum.
• Ríbósómin eru prótínmyndunarvél frumunnar
• Ríbósóm


  1. Sett saman í kjarnakornum (nucleolus) í kjarna frumunnar.

  2. Flutt yfir í umfrymið.

  3. Afkóða erfðatáknmálið sem skráð er í mRNA með hjálp tRNA.

  4. Hvata myndun peptíðtengja á milli amínósýra.
• Ríbósóm


  • Afkóðar mRNA röðina
  • Hvatar peptíðtengi á milli amínósýra.
• Ríbósóm eru mjög stór! 2.5-4 mDa (mega Dalton!)
• Ríbósóm


  • Hafa tvær undireiningar, stóra og litla.
  • 60S og 40S í spendýrum
  • 50S og 30S í bakteríum
• Undireiningar ríbósóma innihalda rRNA og fjölmörg ríbósómaprótín. Bæði prótín og RNA ríbósóma eru mjög varðveitt þróunarlega.
• Litla undireiningin


  Miðlar tengingu milli mRNA og tRNA
• Stóra undireiningin

  Hvatar myndun peptíðtengis og hefur útgönguholu (exit tunnel) sem hleypir vaxandi fjölpeptíðkeðjunni út.
• Snertiflötur undireininganna er mikilvægur fyrir færslu tRNA og mRNA. Samþættir verkan undireininganna.
• S í nafni eininganna


  Svedberg eining, sem jafngildir sökkstuðli (sedimentary coefficient) upp á 10^-13 sekúndur.
• RNA hneppi


  • Litla undireiningin hefur þrjú meginhneppi og eitt minna hneppi. Stóra undireiningin hefur sex hneppi.
  • Hneppin eru aðskilin í litlu undireiningunni en „renna saman" í þeirri stóru.
• RNA hneppi


  • Líklegt að RNA einingar ríbósóma hafi þróast á undan prótínum þeirra.
  • 16S rRNA miðlar víxlverkun milli tRNA og mRNA
  • 23S rRNA í peptidýltransferasasetri víxlverkar við tRNA. Hvötunin sjálf þarfnast RNA en ekki prótíns!
• borði


  „armar" sem stingast inn í miðju ríbósómsins
• Bygging ríbósóma


  1. RNA hneppi rRNA undireiningar skiptast í undirhneppi

  2. Litla: 16S rRNA (bakteríur)/18S rRNA (heilkj.) hefur þrjú meginhneppi og eitt minna hneppi

  3. Stóra: 23S rRNA / 28S rRNA hefur sex hneppi

  4. Hneppin eru aðskilin í litlu undireiningunni en „renna saman" í þeirri stóru

  5. Stóra undireiningin hefur einnig 5S RNA / 5.8S RNA
• Líklegt að RNA einingar ríbósóma hafi þróast á undan prótínum þeirra