Транслация Flashcards
Какво представлява транслацията? Как се осъществява най-просто процеса?
Процес на синтез на белтък върху молекула иРНК. Осъществява се чрез разпознаване на кодоните иРНК от антикодоните на аминоацил-тРНК.
Защо механизмът на протичането на транслацията е толкова усложнен? Каква ключова характеристика/функция спомага за същетаването на двата процеса?
Липса на структурно сходство между нуклеотидната структура на иРНК и полипептидната на белтъка. За съчетаването им в хода на транслацията задължително са необходими адапторните функции на тРНК.
Кои са основните необходими фактори за протичане на транслацията?
иРНК матрица; 20 алфа-аминокиселини; тРНК;
Рибозоми; Ензими; Регулаторни белтъци; АТФ/ГТФ
В каква посока се движи рибозомата по дължината на матричната иРНК-молекула в процеса на транслация? Какво е характерно за свързването на иРНК с рибозомата?
Посока 5‘-3‘ и превежда полинуклеотидната последователност в полипептидната верига посредством адапторната тРНК. Свързването е обратимо и изисква определена концентрация на Mg2+.
Къде се разполага иРНК спрямо рибозомата? Колко иРНК-нуклеотида се поместват?
В една бразда на рибозомната повърхност на границата между двете субединици, като се поместват около 35 иРНК-нуклеотида.
Какво се случва с 3’-края на тРНК след процеса на транскрипцията?
Присъединява последователността ЦЦА и се подменят около 10% от нормалните бази с минорни;
Къде се свързва пренасяната АК и чрез каква връзка в процеса на транслация? Между кои групи възника връзката? Кой комплекс се образува ?
Към 3‘ чрез ковалентна естерна (аминоацилна) връзка, която възниква между СО- на АК и рибозата на последния А нуклеотид на 3‘-края на тРНК с участие на енергия от АТФ; Образува се комплексът аминоацил-тРНК
Кое позволява на някои АК да се пренасят от повече тРНК?
Изродеността (синонимността) на генетичния код
От какво са играздени рибозомите?
Немембранни органели, к-си от рРНК и белтъци; малка и голяма субединица.
Какво е характерно за рибозомите при прокариоти? Колко е коефициентът на седиментация? Какво е съотношението между рРНК и разнообразните белтъци?
Коефициент на седиментация 70S, като голяма субединица 50S (5S, 23S, рРНК + 34 БМ) и малка субединица 30S (16S рРНК+21 БМ) общо съотношение 60% рРНК и 40% белтък;
Какво е характерно за рибозомите при еукариоти? Колко е коефициентът на седиментация? Какво е съотношението между рРНК и разнообразните белтъци?
Коефициент на седиментация 80S, голяма субединица 60S (5S, 5,8S 28S рРНК + 49 БМ), малка
40S (18S рРНК + 33 БМ), съотношение 50% рРНК и 50% белтък
Как са разположени рибозомите в клетката? Как могат да съществуват рибозомите? Какво се случва с мембранните рибозоми при токсично увредени или раково трансформирани клетки? А какво се случва с броят на свободните?
Поединично или по повече на брой върху една молекула иРНК-полирибозомен комплекс. Свободно в цитоплазмата или прикрепени към вътреклетъчните мембрани. Мембранните рибозоми намаляват. При канцерогенезата се увеличава броят на свободните рибозоми.
Коя е структурата към която са свързани рибозомните частици в хода на транслацията?
При прокариоти-иРНК, а при еукариотите-мембраните на едноплазматичния ретикулум.
Кои са 2та участъка, които се оформят на рибозомната повърхност? Какво се осъществява в тези функционални участъци и какво е характерно за тях?
А-участък (акцепторен, аминоацилов)-постъпва всяка новопристигаща тРНК, носеща АК;
П-участък (донорен, пептидилов)-отделя се всяка тРНК, която вече е предала своята АК към нарастващия полипептид:Осъществява се кодон-антикодоновата връзка между иРНК и тРНК при транслацията.
Къде постъпва първата тРНК, носеща началната АК при транслацията?
Директно в П-участъка.
Какво е характерно за митохондриалните и хлоропластичните рибозоми?
Те притежават собствени рибозоми (70S), които осъществяват собствен белтъчен синтез.
Кои са 2 от ключовите ензими на транслацията?
Аминоацил-тРНК-синтетаза и Пептидилтрансфераза
Какво е характерно за Аминоацил-тРНК-синтетазите? Пример за силата и спечифичността на ензима. Какво се предполага относно силата на синтетазите? Определено количеството на кои йони изискват за действието си синтетазите?
Извършват свързването на АК със съответните им тРНК. Всяка АК има своя собствена аминоацил-тРНК-синтетаза. Синтетазата, присъединяваща изолевцин към неговата тРНК има 100 пъти по-силен афинитет към него, отколкото към валин. Те разпознават малки разлики в пространствения строеж на тРНК. Магнезий
Какво е характерно за пептидилтрансферазата? Какво всъщност представлява ензима структурно? Къде се разполага и коя е ензимната част?
Осъществява пептидната връзка между АК в синтезиращия се полипептид при участие на енергия. Комплкес от белтъци и 23S рРНК и съотверно 28S рРНК при еукариотите. В голямата субединица, ензимната функция се изпълнява от самата 23S рРНК или 28S рРНК (рибозим).
Кои са някои от регулаторните белтъци, които подпомагат протичането на отделните етапи от транслацията?
- иницииращи фактори; IF1 до IF6;
- елонгиращи фактори; EF-Tu и EF-G (транслоказа);
- терминиращи фактори; RF1,2,3 при прокариоти и eRF при еукариоти;
В колко етапа протича транслацията?
2-хиалоплазмен и рибозомален;
Какво е характерно за хиалоплазмения етап на транслацията? В колко стадия протича той? Кой е основния действащ ензим? Необходима ли е АТФ/ГТФ енергия?
Свободните АК в келтката се активират от енергията на АТФ и се свързват със съответните им тРНК; В 2 стадия:
1-Активиране на –СООН групата на АК при свързване с АТФ до аминоациладенилат, в който се включва макроенергията. Процестът се катализира от аминоацил-тРНК-синтетазата задължително при определена концентрация на Mg 2+;
2.Прехвърляне на активирана АК (аминоациладенилата) върху специфична за нея тРНК-адаптор, при участие на аминоацил-тРНК-синтетазата. Получава се аминоацил-тРНК.
В какъв вид всяка АК може да се включи в белтъчния синтез?
След получаване на аминоацил-тРНК.
С какво се обособява стадия на инициация на рибозомалния етап на транслацията, освен че е начален? Кои са необходими фактори за протичането?
Двете рибозомни субединици; Молекула иРНК; Формилметионин-тРНК при прокариоти; Иницииращи фактори IL1,2, 3 ГТФ като източник на енергия;
Какво се случва с рибозомата в стадия на инициация на рибозомалния етап на транслацията?
Разпада се на двете си субчасти 50S и 30S при участие на белтъчен иницииращ фактор IF 3
Какво се случва с малката субединица на рибозомата в началото на инициацията? Какво се случва с иРНК? Коя част от иРНК е ключова за еукариотите?
Осъществява с молекулата на иРНК благодарение на иницииращия фактор IF 3; иРНК разполага своя кодон в нейния П-участък, като в това разпознаване играе огромна роля шапката на иРНК при еукариотите;
Какво е значението на иницииращия фактор IF 3 в стадия на инициация на рибозомалния етап от транслацията?
разделя рибозомата на 2те ѝ субединици; Осъществява се контакт на 30S малката субединица с иРНК;
С кой антикодон формилметиониновата-тРНК се присъединява към кодона на иРНК? А кой е кодона на иРНК? Какво стабилизира връзката кодон-антикодон? Кой комплекс се формира? Какво е значението на иницииращия фактор IF 1?
УАЦ-антикодон към кодона АУГ на иРНК;
От енергията на ГТФ, който се явява като кофактор на белтъчния фактор IF 2; Инициаторния комплекс иРНК+30S рибозома+ф-мет-тРНК. Факторът IF 1 в този процес има стабилизираща функция и значение за отстраняването на ГДФ и заместването му отново с ГТФ.
Къде постъпва началната формилметионинова-тРНК? Каква е специфичната функционална способност на формилметиониновата-тРНК? На какво се основава тази способност?
В П-рибозомния участък. Разпознава точно стартовия АУГ кодон. Неговото различаване от е възможно поради близостта му до една специфична нуклеотидна последователност на Шайн-Далгарно.
Къде се намира нуклеотидната последователност на Шайн-Далгарно? Защо е ключова? Къде може да бъде открита?
Близо до 5‘-края на кодиращата област на траснлацията. Тази последователност улеснява свързването на иРНК към 16S рРНК на малката рибозомна субединица ,така че стартовия кодон да е в подходяща позиция спрямо рибозомата. Еукариотите НЕ съдържат последователността Шайн-Далгарно.
Кои други последователности освен (АУГ) тРНК при прокариотите може да разпознава?
В редки случаи кодоните ГУГ и УУГ.
Какво се присъединява към инициаторния комлекс (иРНК+30S рибозома+ф-мет-тРНК)?
Голямата рибозомна субединица и едновременно с това се отстраняват и 3те иницииращи белтъчни фактора IF 1,2,3, както и ГДФ.
С какво се характеризира елонгацията при процеса транслация?
Постепенно нарастване на синтезиращата се полипептидна верига, като това винаги става с нейния –Nh2 край чрез присъединяване на АК към –СООН края ѝ.
Какво се случва в края на инициацият с П-участъка и А-участъка?
В края на инициацията Р-участъкът е зает от фенилметионин-тРНК докато А-участъкът е свободен и в него се разполага втория кодон на иРНК, следващ след кодона АУГ.
Какво постъпва в А-участъка на рибозомата в стадия на елонгация при транслацията? С какво се поспомага връзката кодон-антикодон?
Втората поредна АК, носена от нейната тРНК (АК2-тРНК). Кодон-антикодоновата връзка към иРНК става за сметка на енергия от ГТФ, който е кофактор на елонгиращия белтък EF-Tu
Каква връзка се формира между формилметионина и АК2 и кой ензим участва във формирането ѝ? Какво се случва с 1вата АК-формилметионин? А какво се случва с формилметиониновата-тРНК?
Пептидна връзка с участие на пептидил-трансферазата. Той остава прикачен към АК2-тРНК на А-участъка. Едновременно или малко преди това от П-участъка на рибозомата се отделя формилметиониновата тРНК като се скъсява връзката ѝ с кодона АУГ. Енергията, освободена при това скъсване, се използва за изграждането на пептидната връзка. От рибозомата се отстраняват фактора EF-Tu ГДФ.
Каква реакцип катализира белтъчния фактор EF-G, наречен транслоказа с участие на енергия от ГТФ? Какъв е смисълът на тази транслокация?
Траснлокацията на рибозомата, която се придвижва с 1 кодон надясно в посока 5‘-3‘ на иРНК. При това втората тРНК, носеща дипептида, се премества от А- в П-рибозомния участък.
По този начин А-участъка се освобождава, а белтъчния фактор EF-G и ГДФ се отделят от рибозомата. В освободеният участък се установява третият пореден кодон на иРНК към който постъпва третата АК3-Трнк.
От коя структура се носи нарастващия полипептид?
Винаги от последната пристигнала тРНК, като формилметионинът остава в най-отдалечения външен край на белтъчната верига.
За присъединяването на една АК колко енергия е необходима ? Кои са съответните макроергични връзки?
4ри макроергични връзки:
- 2 АТФ за активирането и свързването на аминокислеината в АА-тРНК;
- 1 ГТФ-връзка за осъществяването на връзката кодон-антикодон на всяка АА-тРНК с иРНК в стадиите елонгация и инициация;
- 1 ГТФ-връзка за транслокацията на нарастващия пептид от А в П-рибозомния участък на елонгацията;
Кога настъпва последния стадий на рибозомалния етап на транслацията?
Процеса завършва когато в А-участъка на рибозомата постъпи някой от 3те терминиращи (стоп) кодона на иРНК:УАГ, УАА, УГА.
Какво са кодоните на иРНК:УАГ, УАА, УГА? От кои фактори се разпознават при прокариотите?
Те представляват терминторен сигнал, тъй като за тях НЕ съществува тРНК със съответстващите им антикодони. При прокариотите кодоните на УАА и УАГ се разпознават от белтъчния фактор RF1, а кодоните УАА и УГА от RF2.
Какво се случва в случаите когато при полицистронната иРНК на прокариоти, транлация протича още преди края на транскрипцията?
- Рибозомата може да заобиколи терминиращ кодон без отделяне от иРНК и от следващ АУГ-кодон да започне изграждане на нов полипептид върху същата матрица;
- Рибозомата да се отделя и отново присъединява към иРНК при всеки терминиращ кодон;
- Да се отдели от иРНК само 50S субединицата, а 30S да остане в контакт с нея.
С каква скорост протича транслацията? Какцо се случва с клетката при повишена нужда от даден белтък?
Средна скорост 15 АК/сек. При повишена нужда на клетката от даден белтък той може да транслира върху полирибозомен к-с от 3 до 40 и повече рибозоми. Те се движат през около 80 нуклеотида една от друга и транслират едновременно повече копия на белтъка върху една молекула иРНК.
Коя е първата трабслирана АК при еукариотите и кой е кодонът ѝ в иРНК?
Метионин, тъй като в еукариотите липсва ензима трансформилаза. Кодонът за метионина в иРНК също е АУГ
Как се получава белтъчния комплекс в стадия на инициация при транслацията на еукариотните организми?
Най-напред метионин-тРНК се свързва с малката рибозомна субединица 40S при участие на фактора IF2 и след това към този к-с се присъединява иРНК със своя кодон АУГ в П-рибозомния участък.
Какво е значението на нуклеотидната последователност на Козак: ГЦЦА/ГЦЦАУГГ, в процеса на транслация при еукариоти?
В близост до 5’-края ѝ се намира стартовият АУГ-кодон.
Колко са иницииращите и терминиращите белтъчни фактори при еукариотната транслация?
Иницииращитефактори са повече от 10 на брой.
Само един терминиращ белтъчен фактор eRF, който разпознава терминиращите кодони и съдейства за освобождаването на синтезирания полипептид от рибозомната повърхност;
Как може да се осъществи модифицирането на белтъците?
- Отстраняване на метионина/формилметионина от началния азотен край;
- Обратимно присъединяване на хим.групи;
- Необратимо свързване с някои коензими и транспортни групи;
- Регулаторно активиране на протеолитични ензими и хромони;
- Нагъване на протеина при участие на други белтъци;
Какво са шаперони? Какво е значението им?
Това са група белтъци, които способстват за правилното пространствено огъване на новосинтезираните полипептидни вериги. Те осигуряват стабулна и адекватна за условията белтъчна конформация. изискват енергия;
