Faze de sinteză a proteinelor, în detaliu 【2021】

Primul dintre cei doi pași în care procesul de sinteză a proteinelor poate fi împărțit se numește transcripție de proteine, după care are loc a doua fază sau translarea ARN-ului mesager.

Etape ale sintezei proteinelor

  1. Procesul de sinteză a proteinelor traduce codonii (triplete de nucleotide) ale ARN-ului mesager (ARNm de acum înainte) în codul celor 20 de aminoacizi esențiali care alcătuiesc lanțul polipeptidic al proteinelor.
  2. Procesul de traducere a ARNm începe la capătul său 5 'și se termină la capătul 3'.
  3. Pe tot parcursul procesului, lanțul polipeptidic este sintetizat de la capătul său amino-terminal (N-terminal de acum înainte) la carboxil-terminal (C-terminal de acum înainte).

Nu există practic diferențe semnificative în diferitele faze ale sintezei proteinelor care au loc în celulele procariote și eucariote.

Etapele principale ale sintezei proteinelor

  1. Iniţiere
  2. Elongaţie
  3. Rezilierea

În cele mai multe privințe, procesul de sinteză a proteinelor în celulele eucariote urmează aceiași pași ca și în procariote. Cu toate acestea, există diferențe specifice care trebuie evidențiate.

De exemplu, în celulele procariote procesul de traducere începe înainte ca transcrierea să fie completă.

Faza de inițiere a sintezei proteinelor

Prima dintre etapele care fac parte din procesul de sinteză a proteinelor este inițierea, care cuprinde unirea componentelor sistemului de traducere și precede formarea legăturilor peptidice.

Aceste componente care intervin în prima etapă a sintezei proteinelor sunt:

  • ARNm tradus.
  • Cele două subunități ribozomale (subunități mari și mici).
  • ARNt aminoacilic care este specificat în primul codon al ARNm.
  • Guanozin trifosfat (GTP), care este destinat să furnizeze energie în timpul procesului (celulele eucariote necesită, de asemenea, adenozin trifosfat).
  • Factori de inițiere care permit asamblarea acestei faze complexe. Mai exact, celulele procariote au 3 factori de inițiere (IF-1, IF-2 și IF-3), în timp ce eucariotele au mai mult de zece factori desemnați cu prefixul IF.

Două mecanisme sunt implicate în recunoașterea secvenței de nucleotide (AUG) de către ribozom, care inițiază de fapt traducerea:

1. Secvența Shine-Dalgarno (SD)

În Escherichia coli se observă o secvență cu un procent ridicat de baze nucleotidice purinice, cunoscută sub numele de secvența Shine-Dalgarno. Această regiune este foarte aproape de capătul 5 'al moleculei de ARNm și între 6 și 10 baze deasupra codonului de start. Componenta 16S a ARNr a subunității mici ribozomale are un complement al secvenței SD în apropierea capătului său 3 '. În acest fel, cele două secvențe complementare pot fi cuplate, ceea ce facilitează poziționarea subunității 30S ribozomală în ARNm aproape de codonul de inițiere.

Acest mecanism este ușor diferit în cazul celulelor eucariote, deoarece acestea nu au secvențe SD. De fapt, în ele, cu ajutorul factorului de inițiere IF-4, subunitatea ribozomală 40S se leagă lângă o așa-numită structură „capac” la capătul 5 'al ARNm și ulterior se deplasează în jos secvența. întâlnește codonul de start. În orice caz, acest proces necesită efectuarea adenozin trifosfatului (ATP).

2. Codon de inițiere (AUG)

Inițierea tripletului AUG este recunoscută de un indicator special conținut în ARNt. În cazul celulelor procariote, acest proces este facilitat de IF-2-GTP, în timp ce în eucariote este facilitat de IF-2-GTP în sine împreună cu alte IF suplimentare. ARNr primer încărcat este apoi abordat la locul P al subunității mici a ribozomului. În bacterii (și mitocondrii), o metionină rămâne atașată la ARNt inițiator și, ulterior, o grupare formil acționează ca un donator de carbon, astfel încât o metionină N-terminală se leagă apoi de acel ARNt.

La rândul său, în celulele eurariotice, tRNA inițiator furnizează o metionină non-formilată. În orice caz, în ambele tipuri de celule, metionina N-terminală atașată la capătul 5 'este îndepărtată chiar la sfârșitul procesului de traducere. În ultimul pas al inițierii, subunitatea ribozomală mai mare se leagă de complexul nou format, rezultând un ribozom complet funcțional. Acest complex are o sarcină de ARNt la locul P și un alt loc gol.

În această etapă a sintezei proteinelor, energia din GTP este utilizată în SI-2, care reușește să o hidrolizeze pentru a o converti în PIB. Reactivarea IF-2-PIB este facilitată de un factor de schimb nucleotidic de guanină.

Prima fază a sintezei proteinelor

Primul pas în sinteza proteinelor se numește transcriere

De fapt, se referă la transcrierea ADN-ului în ARN mesager (ARNm de acum înainte), care trebuie să se întâmple indispensabil pentru a începe procesul.

În timpul transcrierii, instrucțiunile care sunt codificate în ADN-ul genelor sunt transcrise în codul secvenței nucleotidice a acidului ribonucleic (ARN).

detaliu

Care sunt rezultatele transcrierii?

Majoritatea genelor codificate sunt transcrise în ARNm.

Cu toate acestea, există unele excepții, deoarece anumite gene codificate sunt transcrise în alte tipuri diferite de molecule de ARN, deoarece acestea sunt esențiale pentru ca celula să dezvolte cu succes procesul de sinteză a proteinelor despre care vorbim în acest articol.

Aceste tipuri de ARN sunt cunoscute sub numele de ARN ribozomal (ARNr în continuare) și transferă ARN (ARNt în următoarele rânduri).

Care sunt etapele în care se împarte procesul de transcriere?

În timp ce se efectuează traducerea fiecărei molecule de ARNm sintetizate, unul dintre lanțurile cu dublă helică a structurii ADN este folosit ca și cum ar fi un șablon.

În general, acest lanț este numit „lanț șablon” datorită funcției pe care o îndeplinește. În acest moment, putem spune că procesul de transcriere este împărțit în trei etape diferite, care sunt:

  1. Iniţiere
  2. Elongaţie
  3. Rezilierea

Procesul de transcriere este diferit în celulele procariote în comparație cu celulele eucariote

În celulele eucariote materialul genetic conținut într-o moleculă de ADN se găsește în nucleul celulei.

Din acest motiv, procesul de transcriere în acest tip de celule trebuie efectuat în acest loc. În acest sens, este posibil să se afirme că apare atunci când moleculele de ADN sunt construite prin formarea a două lanțuri elicoidale antiparalel construite din zahăr dezoxiriboză, care este, de asemenea, cunoscut doar sub numele de dezoxiriboză și un fosfat.

Ambele elemente sunt unite împreună cu legături fosfodiester covalente foarte puternice. În plus, fiecare dintre dezoxiribonucleotide are una dintre cele patru baze azotate, care sunt adenina, guanina, citozina și timina, atașate la un atom de carbon de dezoxiriboză.