ביוכימיה/תהליך התרגום

מתוך ויקיספר, אוסף הספרים והמדריכים החופשי
קפיצה לניווט קפיצה לחיפוש
תרגום

חשיבותו של תהליך התרגום[עריכה]

פרק זה לוקה בחסר. אתם מוזמנים לתרום לוויקיספר ולהשלים אותו. ראו פירוט בדף השיחה.



מולקולות ה- RNA המשתתפות בתהליך התרגום (מבנה ותפקוד)[עריכה]

mRNA - רנ"א שליח[עריכה]

מבנה משתנה : מולקולה חד גדילית לנראית בעלת אורכים משתנים (האורך תלוי באורכו של הגן ממנו סונתזה המולקולה).
תפקיד : להעביר את המידע הגנטי מהגרעין לריבוזום.

rRNA - RNA ריבוזומלי[עריכה]

מבנה קבוע: אוסף של מולקולות רבות, גדולות מאוד, המתקפלות למבנים תלת ממדים (נוצרים אזורים דו גדילים).
rRNA הוא מרכיב מרכזי במבנה הריבוזום (כ-1/3 חלבון וכ-2/3 רנ"א).

tRNA - רנ"א מסיע/מוביל/מעביר[עריכה]

תפקיד : העברת המידע מהרנ"א ליצירת חלבון.
מבנה קבוע: הקטן מבין מולקולות הרנ"א (73-93 בסיסים). בעלת מבנים מרחבים מפותלים עם אזורים דו גדילים.

שני אזורים חשובים ב-tRNA[עריכה]

tRNA
  1. אנטי קודון - איזור הקושר את הקודון המתאים לרצף. באזור זה רצף בסיסים משלים לרצף הרנ"א שליח.
  2. הזרוע המקבלת – בקצה '3 של המולקולה קשורה החומצה האמינית המתאימה לקודון. למשל, אם הקודון ברנ"א שליח הוא AUG, אז אנטיקודון (הרצף המשלים) הוא UAC. לכן, החומצה הנקשרת לזרוע תהיה מתיונין.

עיבוד[עריכה]

פרט להבדלים שצוינו, ישנו הבדל נוסף בין מולקולות הרנ"א : rRNA ו-tRNA עוברים תהליך עיבוד לאחר השעתוק הכולל :

  • ביקוע – של השרשרת הנוקליאוטידית וחיבורה באופן שונה.
  • הסרה או הוספה של נוקליאוטידים.
  • קישור קבוצות כימיות שונות כמו SH, CH3 וכדומה.

שחבור[עריכה]

mRNA שעבר תהליך שחבור, קטן מאוד בגודלו

mRNA עובר עיבוד רק בתאים אאוקריוטים. לעיבוד שהוא עובר קוראים שחבור. בתהליך מוציאים אינטרונים (introns) ונשארים רק אקסונים (exons).

שחבור חלופי – אותה מולקולת רנ"א שליח יכולה לעבור תהליך שחבור בצורות שונות. כך, מתאפשר סינתזה של רצפים שונים מאותו גן (מאותו רנ"א שליח נוצרים חלבונים שונים).

אינטרונים (introns) - מקטעים שאינם מקודדים לחלבון או רנ"א פעיל (מעין מקטעי בקרה).

הצופן הגנטי[עריכה]

קיומן של 64 מולקולות tRNA שונות מבטיח סינתזת חלבון מדויקת מבחינת רצף החומצה האמינית. הספציפיות שבין ה-tRNA לקודון מבטיח דיוק רב ככל האפשר.

האנטיקודונים[עריכה]

ישנם 64 קודונים ו-20 חומצות אמינו שונות, כך שקורה שעבור אותה חומצה אמינית ישנם כמה קודונים המקודדים.
הערה חשובה: אמנם ישנן כמה אפשרויות לקבל ח"א אחת(ע"י קודונים שונים), אך כל קודון מקודד לח"א אחת בלבד! כלומר לא יתכן מצב בו קודון מסויים יתורגם לשתי ח"א שונות.

שלבי תהליך התרגום[עריכה]

שלב האקטיבציה - הפעלה[עריכה]

שלב ההכנה של מולקולת ה-tRNA לקראת תהליך התרגום. בשלב זה מולקולת tRNA קושרת את החומצה האמינית המתאימה בקשר אסטרי לקשר '3 של השרשרת.

שלב האלונגציה – הארכת השרשרת החלבונית[עריכה]

שלב האלונגציה
  1. ניתוק 2 תת-היחידות של הריבוזום.
  2. קישור רנ"א שליח לתת היחידה הקטנה.
  3. קישור tRNA – מתיונין (Met) לקודון AUG.
  4. תזוזת Met - tRNA בעמדה אחת.
  5. קישור AA2- tRNA בעמדה הפנויה.
  6. אנזים פפטידיל טרנספראז - יוצר קשר פפטידי בין Met-AA2.
  7. ניתוק tRNA מ-Met.
  8. שחרור tRNA הריבוזום.

שלבים אלה (4-8) מתרחש מספר פעמים כמספר החומצות האמינו בחלבון.

השלבים לעיל הם דוגמא בלבד וכמובן שלא מתייחסים רק לח"א מתיונין!

שלב הטרמינציה –סיום השרשרת החלבונית[עריכה]

הגעה לקודון STOP מובילה לשינוי פעילות של האנזים פפטידיל טרנספראז. כעת, הוא אחראי לשבירת הקשר בין ה-tRNA האחרונה לפוליפפטיד (שרשרת חומצות האמינו), כך שמתנתקת השרשרת הפוליפפטידית.

עיבוד חלבון (Processing) - שינויים במבנה מולקולת החלבון כתנאי להפעלתה הביולוגית[עריכה]

לאחר התרגום בריבוזום מתרחשים תהליכים לשינוי מבנה החלבון והתאמתו לפעילות. תהליך העיבוד מתרחש ברובו ברטיקולם האנדופלסמי (בקיצור : ER) ובחלקו במערכת ג'ולג'י.

תהליך העיבוד חיוני לפעילות החלבון וכולל[עריכה]

  • יצרת קשרי S-S.
  • ביקוע.
  • הסרה של חומצות אמינו.
  • קישור קבוצות כימיות – קישור SH, סוכרים שונים, שומנים שונים ועוד.
  • חיבור קבוצת פרוסטטיות.

הערות[עריכה]

  • לחיידקים אין תהליך עיבוד.
  • בבגרות כאשר שואלים : איזה תהליך עברה המולקולה? והתשובה היא עיבוד, צריך לפרט מה. למשל : גליצרול שעבר עיבוד ועתה גליקוליפיד עבר תהליך עיבוד במהלכו נקשר אליו קבוצת סוכרים.

מסגרת הקריאה של החלבון[עריכה]

לאחר קביעת הרצף בשיטת סנגר בודקים את מהותו.

עבור כל רצף שמתקבל ישנם 3 אפשרויות של מסגרות קריאה, למשל, עבור הרצף

5' UGAGGCUAUGUUA3'

האפשרויות הן :

  • 5' UGAGGCUAUGUUA3'
  • 5' UGCGGCUAUGUUA3'
  • 5' UGCGGCUAUGUUA3'

כלומר, על פי טבלת הקודונים ניתן לגלות 3 אפשרויות לרצף חומצות האמינו:

  • 5'stop - Gly - Tyr - Val3'.
  • 5'Ala - Ala - Met - Leu 3'.
  • 5'Arg - Leu - Cys3'.

סוגים של מסגרות קריאה[עריכה]

מסגרת קריאה פתוחה – רק כשהגן מבני (הרצף מקודד לחלבון). תראה כך : 5'AUG……STOP codon 3'.

  • בין AUG לקודון STOP יש אלפי קודונים נוספים שאף אחד מהם אינו מקודד לקודון STOP.
  • תמיד השרשרת מתחילה בחומצה אמינית Met ומסתיימת בקודון STOP.

מסגרת קריאה סגורה – מסגרות קריאה שיכלו קודוני STOP .

דוגמא (נלקחה מויקיפדיה)[עריכה]

  1. UCU AAA GGU CCA
  2. ‏ CUA AAG GUC
  3. UAA AGG UCA
  • שתי המסגרות הראשונות מקודדות לחלבון והן נחשבות מסגרות קריאה פתוחות.
  • במסגרת הקריאה השלישית ישנו קודון פסק UAA כך שלא ניתן ליצור חלבון והמסגרת אינה פתוחה.