Транслация

Question 1

Какво представлява транслацията? Как се осъществява най-просто процеса?

Answer 1

Процес на синтез на белтък върху молекула иРНК. Осъществява се чрез разпознаване на кодоните иРНК от антикодоните на аминоацил-тРНК.

Question 2

Защо механизмът на протичането на транслацията е толкова усложнен? Каква ключова характеристика/функция спомага за същетаването на двата процеса?

Answer 2

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.

Question 3

Кои са основните необходими фактори за протичане на транслацията?

Answer 3

иРНК матрица; 20 алфа-аминокиселини; тРНК;

Рибозоми; Ензими; Регулаторни белтъци; АТФ/ГТФ

Question 4

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?

Answer 4

Посока 5‘-3‘ и превежда полинуклеотидната последователност в полипептидната верига посредством адапторната тРНК. Свързването е обратимо и изисква определена концентрация на Mg2+.

Question 5

Къде се разполага иРНК спрямо рибозомата? Колко иРНК-нуклеотида се поместват?

Answer 5

В една бразда на рибозомната повърхност на границата между двете субединици, като се поместват около 35 иРНК-нуклеотида.

Question 6

Какво се случва с 3’-края на тРНК след процеса на транскрипцията?

Answer 6

Присъединява последователността ЦЦА и се подменят около 10% от нормалните бази с минорни;

Question 7

Къде се свързва пренасяната АК и чрез каква връзка в процеса на транслация? Между кои групи възника връзката? Кой комплекс се образува ?

Answer 7

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

Question 8

Кое позволява на някои АК да се пренасят от повече тРНК?

Answer 8

Изродеността (синонимността) на генетичния код

Question 9

От какво са играздени рибозомите?

Answer 9

Немембранни органели, к-си от рРНК и белтъци; малка и голяма субединица.

Question 10

Какво е характерно за рибозомите при прокариоти? Колко е коефициентът на седиментация? Какво е съотношението между рРНК и разнообразните белтъци?

Answer 10

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;

Question 11

Какво е характерно за рибозомите при еукариоти? Колко е коефициентът на седиментация? Какво е съотношението между рРНК и разнообразните белтъци?

Answer 11

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

Question 12

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?

Answer 12

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.

Question 13

Коя е структурата към която са свързани рибозомните частици в хода на транслацията?

Answer 13

При прокариоти-иРНК, а при еукариотите-мембраните на едноплазматичния ретикулум.

Question 14

Кои са 2та участъка, които се оформят на рибозомната повърхност? Какво се осъществява в тези функционални участъци и какво е характерно за тях?

Answer 14

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.

Question 15

Къде постъпва първата тРНК, носеща началната АК при транслацията?

Answer 15

Директно в П-участъка.

Question 16

Какво е характерно за митохондриалните и хлоропластичните рибозоми?

Answer 16

Те притежават собствени рибозоми (70S), които осъществяват собствен белтъчен синтез.

Question 17

Кои са 2 от ключовите ензими на транслацията?

Answer 17

Аминоацил-тРНК-синтетаза и Пептидилтрансфераза

Question 18

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?

Answer 18

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

Question 19

Какво е характерно за пептидилтрансферазата? Какво всъщност представлява ензима структурно? Къде се разполага и коя е ензимната част?

Answer 19

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).

Question 20

Кои са някои от регулаторните белтъци, които подпомагат протичането на отделните етапи от транслацията?

Answer 20

• иницииращи фактори; IF1 до IF6;
• елонгиращи фактори; EF-Tu и EF-G (транслоказа);
• терминиращи фактори; RF1,2,3 при прокариоти и eRF при еукариоти;

Question 21

В колко етапа протича транслацията?

Answer 21

2-хиалоплазмен и рибозомален;

Question 22

Какво е характерно за хиалоплазмения етап на транслацията? В колко стадия протича той? Кой е основния действащ ензим? Необходима ли е АТФ/ГТФ енергия?

Answer 22

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.

Question 23

В какъв вид всяка АК може да се включи в белтъчния синтез?

Answer 23

След получаване на аминоацил-тРНК.

Question 24

С какво се обособява стадия на инициация на рибозомалния етап на транслацията, освен че е начален? Кои са необходими фактори за протичането?

Answer 24

Двете рибозомни субединици; Молекула иРНК; Формилметионин-тРНК при прокариоти; Иницииращи фактори IL1,2, 3 ГТФ като източник на енергия;

Question 25

Какво се случва с рибозомата в стадия на инициация на рибозомалния етап на транслацията?

Answer 25

Разпада се на двете си субчасти 50S и 30S при участие на белтъчен иницииращ фактор IF 3

Question 26

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?

Answer 26

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;

Question 27

Какво е значението на иницииращия фактор IF 3 в стадия на инициация на рибозомалния етап от транслацията?

Answer 27

разделя рибозомата на 2те ѝ субединици; Осъществява се контакт на 30S малката субединица с иРНК;

Question 28

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?

Answer 28

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.

Question 29

Къде постъпва началната формилметионинова-тРНК? Каква е специфичната функционална способност на формилметиониновата-тРНК? На какво се основава тази способност?

Answer 29

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.

Question 30

Къде се намира нуклеотидната последователност на Шайн-Далгарно? Защо е ключова? Къде може да бъде открита?

Answer 30

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.

Question 31

Кои други последователности освен (АУГ) тРНК при прокариотите може да разпознава?

Answer 31

В редки случаи кодоните ГУГ и УУГ.

Question 32

Какво се присъединява към инициаторния комлекс (иРНК+30S рибозома+ф-мет-тРНК)?

Answer 32

Голямата рибозомна субединица и едновременно с това се отстраняват и 3те иницииращи белтъчни фактора IF 1,2,3, както и ГДФ.

Question 33

С какво се характеризира елонгацията при процеса транслация?

Answer 33

Постепенно нарастване на синтезиращата се полипептидна верига, като това винаги става с нейния –Nh2 край чрез присъединяване на АК към –СООН края ѝ.

Question 34

Какво се случва в края на инициацият с П-участъка и А-участъка?

Answer 34

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.

Question 35

Какво постъпва в А-участъка на рибозомата в стадия на елонгация при транслацията? С какво се поспомага връзката кодон-антикодон?

Answer 35

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

Question 36

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?

Answer 36

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.

Question 37

Каква реакцип катализира белтъчния фактор EF-G, наречен транслоказа с участие на енергия от ГТФ? Какъв е смисълът на тази транслокация?

Answer 37

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.

Question 38

От коя структура се носи нарастващия полипептид?

Answer 38

Винаги от последната пристигнала тРНК, като формилметионинът остава в най-отдалечения външен край на белтъчната верига.

Question 39

За присъединяването на една АК колко енергия е необходима ? Кои са съответните макроергични връзки?

Answer 39

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;

Question 40

Кога настъпва последния стадий на рибозомалния етап на транслацията?

Answer 40

Процеса завършва когато в А-участъка на рибозомата постъпи някой от 3те терминиращи (стоп) кодона на иРНК:УАГ, УАА, УГА.

Question 41

Какво са кодоните на иРНК:УАГ, УАА, УГА? От кои фактори се разпознават при прокариотите?

Answer 41

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.

Question 42

Какво се случва в случаите когато при полицистронната иРНК на прокариоти, транлация протича още преди края на транскрипцията?

Answer 42

• 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.

Question 43

С каква скорост протича транслацията? Какцо се случва с клетката при повишена нужда от даден белтък?

Answer 43

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.

Question 44

Коя е първата трабслирана АК при еукариотите и кой е кодонът ѝ в иРНК?

Answer 44

Метионин, тъй като в еукариотите липсва ензима трансформилаза. Кодонът за метионина в иРНК също е АУГ

Question 45

Как се получава белтъчния комплекс в стадия на инициация при транслацията на еукариотните организми?

Answer 45

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.

Question 46

Какво е значението на нуклеотидната последователност на Козак: ГЦЦА/ГЦЦАУГГ, в процеса на транслация при еукариоти?

Answer 46

В близост до 5’-края ѝ се намира стартовият АУГ-кодон.

Question 47

Колко са иницииращите и терминиращите белтъчни фактори при еукариотната транслация?

Answer 47

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;

Question 48

Как може да се осъществи модифицирането на белтъците?

Answer 48

• 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;

Question 49

Какво са шаперони? Какво е значението им?

Answer 49

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;