Трансляция. Сходства и различия трансляции у про- и эукариот.

Трансляция — это процесс декодирования мРНК, в результате которого информация с языка последовательности оснований м-РНК переводится на язык аминокислотной последовательности белка.

Механизмы инициации трансляции у про- и эукариот существенно отличаются: прокариотические рибосомы потенциально способны находить стартовый AUG и инициировать синтез на любых участках мРНК, в то время как эукариотические рибосомы обычно присоединяются к м-РНК в области кэпа и сканируют её в поисках стартового кодона.

В прокариотических клетках процесс трансляции сопряжен с синтезом мРНК: они происходят практически одновременно. В значительной степени это связано с недолговечностью бактериальной мРНК, которая достаточно быстро подвергается распаду. Трансляция у прокариот начинается вскоре после образования 5'-конца мРНК, раньше, чем заканчивается ее синтез. В результате вслед за РНК-полимеразой по мРНК движутся рибосомы, осуществляющие сборку пептидных цепей. Одной из особенностей трансляции у прокариот является включение в пептидную цепь в качестве первой аминокислоты модифицированного метионина — формилметионина, с которого начинаются все вновь синтезированные пептиды. Соединение рибосомы с мРНК обусловлено комплементарным взаимодействием нуклеотидов одной из рРНК с нуклеотидной последовательностью лидера мРНК. При соединении 5'-конца мРНК с малой субчастицей рибосомы стартовый кодон обычно оказывается почти в середине экранированного рибосомой фрагмента мРНК, в области, соответствующей ее П-участку.

У эукариот трансляция осуществляется в цитоплазме, куда попадает из ядра зрелая мРНК. Копированный конец мРНК распознается малой субчастицей рибосомы, затем лидирующая последовательность, содержащая до 100 нуклеотидов, взаимодействует с рРНК. При этом стартовый кодон АУГ оказывается в недостроенном П-участке рибосомы. После присоединения к стартовому кодону аминоацил-тРНК, несущей метионин, происходит воссоединение двух субчастиц рибосомы и формируются ее А- и П-участки. Синтез белка в эукариотической клетке, осуществляемый на моноцистронной мРНК, завершается после прохождения рибосомой по всей мРНК, вплоть до узнавания ею кодона-терминатора, прекращающего образование пептидных связей.

Биосинтез белка. Эпицикл трансляции: инициация, элонгация, терминация.

 Процесс синтеза белка является очень сложным многоступенчатым процессом. Совершается он в специальных органеллах — рибосомах.  Молекулы белков по существу представляют собой полипептидные цепочки, составленные из отдельных аминокислот. Но аминокислоты недостаточно активны, чтобы соединиться между собой самостоятельно. Поэтому, прежде чем соединиться друг с другом и образовать молекулу белка, аминокислоты должны активироваться.

Источником энергии для этого служит АТФ. Важным является то, что каждой аминокислоте соответствует строго специфическая т-РНК. Она находит «свою» аминокислоту и переносит ее в рибосому.

        

Инициация. Для инициации необходимы мРНК , ГТФ , малая и большая субъединицы рибосом , три белковых фактора инициации (ИФ-1, ИФ-2, ИФ-3) , метионин и тРНК для метионина.

В начале этой стадии формируется 2 тройных комплекса :

- первый комплекс : мРНК + малая субъединица + ИФ-3

  - второй комплекс : метионил-тРНК + ИФ-2 + ГТФ.

После формирования тройные комплексы объединяются с большой субъединицей рибосомы. В этом процессе активно участвуют белковые факторы инициации , источником энергии служит ГТФ. После сборки комплекса инициирующая метионил-тРНК связывается с первым кодоном АУГ матричной РНК и располагается в П-центре (пептидный центр) большой субъединицы. А-центр (аминоацильный центр) остается свободным , он будет задействован на стадии элонгации для связывания амилоацил-тРНК. Элонгация. Для этой стадии необходимы все 20 аминокислот , тРНК для всех аминокислот , белковые факторы элонгации , ГТФ. Удлинение цепи происходит со скоростью примерно 20 аминокислот в секунду.

Элонгация представляет собой циклический процесс. Терминация. Синтез белка продолжается до тех пор , пока рибосома не достигнет на мРНК особых терминирующих кодонов - УАА . УАГ , УГА. Данные триплеты не кодируют ни одной из аминокислот. При вхождении этих кодонов внутрь рибосомы происходит активация белковых факторов терминации , которые последовательно катализирут :

1. Гидролитическое отщепление полипептида от конечной тРНК.

2. Отделение от П-центра последней , уже пустой, тРНК.

3. Диссоциацию рибосомы.