Traducere ADN este procesul prin care informațiile conținute în ARN-urile mesager produse în timpul transcrierii (copia informațiilor într-o secvență ADN sub formă de ARN) sunt „traduse” într-o secvență de aminoacizi prin sinteza proteinelor.
Dintr-o perspectivă celulară, expresia genelor este o aventură relativ complexă care are loc în două etape: transcriere și traducere..
Toate genele care sunt exprimate (indiferent dacă codifică sau nu secvențe peptidice, adică proteine) fac acest lucru inițial transferând informațiile conținute în secvența lor ADN către o moleculă de ARN mesager (ARNm) printr-un proces numit transcripție.
Transcrierea este realizată de enzime speciale cunoscute sub numele de ARN polimeraze, care utilizează una dintre firele complementare ale ADN-ului genei ca șablon pentru sinteza unei molecule „pre-ARNm”, care este procesată ulterior pentru a forma un ARNm matur..
Pentru genele care codifică proteinele, informațiile conținute în ARNm maturi sunt „citite” și traduse în aminoacizi conform codului genetic, care specifică ce codon sau triplet nucleotidic corespunde unui anumit aminoacid..
Specificarea secvenței de aminoacizi a unei proteine, prin urmare, depinde de secvența inițială a bazelor azotate din ADN care corespunde genei și apoi în ARNm care transportă aceste informații de la nucleu la citosol (în celulele eucariote); proces care este, de asemenea, definit ca sinteza proteinelor ghidate de mARN.
Având în vedere că există 64 de combinații posibile ale celor 4 baze azotate care alcătuiesc ADN și ARN și doar 20 de aminoacizi, un aminoacid poate fi codificat de diferite triplete (codoni), motiv pentru care se spune că codul genetic este „degenerat” (cu excepția aminoacidului metionină, care este codificat de un codon AUG unic).
Indice articol
În celulele eucariote, transcripția are loc în nucleu și translația în citosol, astfel încât ARNm-urile care se formează în timpul primului proces joacă, de asemenea, un rol în transportul informațiilor de la nucleu la citosol, unde se găsesc celulele. (ribozomi).
Este important de menționat că compartimentarea transcripției și traducerii în eucariote este adevărată pentru nucleu, dar nu este același lucru pentru organele cu propriul lor genom, precum cloroplastele și mitocondriile, care au sisteme mai asemănătoare cu cele ale organismelor procariote..
Celulele eucariote au, de asemenea, ribozomi citosolici atașați la membranele reticulului endoplasmatic (reticulul endoplasmic aspru), în care are loc traducerea proteinelor care sunt destinate să se introducă în membranele celulare sau care necesită procesare post-translațională care are loc în compartimentul menționat..
ARNm sunt modificați la capetele lor pe măsură ce sunt transcrise:
- Când capătul 5 'al ARNm iese din suprafața ARN polimerazei II în timpul transcrierii, acesta este imediat „atacat” de un grup de enzime care sintetizează o „capotă” compusă din 7-metil guanilat și care este conectată la nucleotida terminală .mARN-ului printr-o legătură trifosfat 5 ', 5'.
- Capătul 3 'al ARNm suferă un "clivaj" de către o endonuclează, care generează o grupare hidroxil liberă 3' la care este atașată o "coardă" sau "coadă" de reziduuri de adenină (de la 100 la 250), cărora li se adaugă unul în același timp de către o enzimă poli (A) polimeraza.
„Capota 5 '” și „coada” poli A ”îndeplinește funcții în protecția moleculelor de ARNm împotriva degradării și, în plus, acestea funcționează în transportul transcrierilor mature către citosol și, respectiv, în inițierea și terminarea traducerii..
După transcriere, mARN-urile „primare” cu cele două capete modificate ale acestora, încă prezente în nucleu, suferă un proces de „îmbinare” prin care secvențele intronice sunt în general îndepărtate și exonii rezultați sunt uniți (procesare post-transcripțională), cu care transcrierile mature obținute care părăsesc nucleul și ajung la citosol.
Splicarea este realizată de un complex riboproteic numit spliceozom (Anglicismul spliceozom), alcătuită din cinci ribonucleoproteine mici și molecule de ARN, care sunt capabile să „recunoască” regiunile care trebuie eliminate din transcrierea primară.
În multe eucariote există un fenomen cunoscut sub numele de "splicing alternativ", ceea ce înseamnă că diferite tipuri de modificări post-transcripționale pot produce diferite proteine sau izoenzime care diferă unele de altele în unele aspecte ale secvențelor lor..
Când transcrierile mature părăsesc nucleul și sunt transportate pentru traducere în citosol, acestea sunt procesate de complexul de translație cunoscut sub numele de ribozom, care constă dintr-un complex de proteine asociate cu moleculele de ARN..
Ribozomii sunt compuși din două subunități, una „mare” și cealaltă „mică”, care se disociază liber în citosol și se leagă sau se asociază pe molecula de ARNm care este tradusă.
Legarea dintre ribozomi și ARNm depinde de molecule de ARN specializate care se asociază cu proteinele ribozomale (ARN ribozomal sau ARNr și transferă ARN sau ARNt), fiecare dintre acestea având funcții specifice..
TRNA-urile sunt „adaptoare” moleculare, deoarece printr-unul dintre capetele lor pot „citi” fiecare codon sau triplet în ARNm matur (prin complementaritatea bazei) și prin celălalt se pot lega de aminoacidul codificat de codonul „citit”..
Moleculele de ARNr, pe de altă parte, sunt responsabile pentru accelerarea (catalizarea) procesului de legare a fiecărui aminoacid din lanțul peptidic născut.
Un ARNm eucariot matur poate fi „citit” de mulți ribozomi, de câte ori indică celula. Cu alte cuvinte, același ARNm poate da naștere la numeroase copii ale aceleiași proteine..
Când un ARNm matur este abordat de subunități ribozomale, complexul riboproteic „scanează” secvența moleculei menționate până când găsește un codon de pornire, care este întotdeauna AUG și implică introducerea unui reziduu de metionină.
Codonul AUG definește cadrul de citire pentru fiecare genă și, în plus, definește primul aminoacid din toate proteinele traduse în natură (acest aminoacid este adesea eliminat post-translațional).
Au fost identificați alți trei codoni ca fiind cei care induc terminarea traducerii: UAA, UAG și UGA..
Acele mutații care implică o schimbare a bazelor azotate în tripletul care codifică un aminoacid și care duc la stoparea codonilor sunt cunoscute sub numele de mutații fără sens, deoarece provoacă o oprire prematură a procesului de sinteză, care formează proteine mai scurte.
Aproape de capătul 5 'al moleculelor de ARNm mature există regiuni care nu sunt traduse (UTR). Regiune netradusă), numite și secvențe „lider”, care sunt situate între prima nucleotidă și codonul de pornire a traducerii (AUG).
Aceste regiuni UTR care nu sunt traduse au site-uri specifice pentru legarea cu ribozomi și la om, de exemplu, au o lungime de aproximativ 170 nucleotide, printre care există regiuni de reglare, site-uri de legare a proteinelor care funcționează în reglarea traducerii etc..
Traducerea, precum și transcrierea, constă din 3 faze: o fază de inițiere, o fază de alungire și, în cele din urmă, o fază de terminare..
Acesta constă din asamblarea complexului de translație pe ARNm, care merită unirea a trei proteine cunoscute sub numele de factori de inițiere (IF). Factor de inițiere) IF1, IF2 și IF3 la subunitatea mică a ribozomului.
La rândul său, complexul „pre-inițiere” format din factorii de inițiere și subunitatea ribozomală mică se leagă cu un ARNt care „transportă” un reziduu de metionină și acest set de molecule se leagă de ARNm, în apropierea codonului de start..
Aceste evenimente conduc la legarea ARNm la subunitatea ribozomală mare, ducând la eliberarea factorilor de inițiere. Subunitatea mare a ribozomului are 3 situsuri de legare pentru moleculele de ARNt: situsul A (aminoacid), situsul P (polipeptidă) și situsul E (ieșire)..
Situl A se leagă de anticodonul aminoacil-ARNt care este complementar cu cel al ARNm care este tradus; situsul P este locul în care aminoacidul este transferat de la ARNt la peptida născută, iar situsul E este locul unde se găsește în ARNt „gol” înainte de a fi eliberat în citosol după livrarea aminoacidului.
Această fază constă în „mișcarea” ribozomului de-a lungul moleculei de ARNm și traducerea fiecărui codon „citit”, ceea ce implică creșterea sau alungirea lanțului polipeptidic la naștere..
Acest proces necesită un factor cunoscut sub numele de factor de alungire G și energie sub formă de GTP, care este cel care determină translocarea factorilor de alungire de-a lungul moleculei de ARNm pe măsură ce este tradusă..
Activitatea peptidil transferază a ARN-urilor ribozomale permite formarea de legături peptidice între aminoacizi succesivi care se adaugă lanțului.
Traducerea se termină atunci când ribozomul întâlnește oricare dintre codonii de terminație, deoarece ARNt nu recunosc acești codoni (nu codifică aminoacizii). De asemenea, se leagă proteinele cunoscute ca factori de eliberare, care facilitează detașarea ARNm de ribozom și disocierea subunităților sale..
La procariote, ca și la celulele eucariote, ribozomii responsabili de sinteza proteinelor se găsesc în citosol (ceea ce este valabil și pentru mașinile transcripționale), fapt care permite creșterea rapidă a concentrației citosolice a unei proteine atunci când se exprimă genele care codifică crește.
Deși nu este un proces extrem de obișnuit în aceste organisme, ARNm-urile primare produse în timpul transcrierii pot suferi o maturare post-transcripțională prin „îmbinare”. Cu toate acestea, cel mai frecvent este observarea ribozomilor atașați transcriptului primar care îl traduc în același timp cu transcrierea acestuia din secvența ADN corespunzătoare..
Având în vedere cele de mai sus, traducerea în multe procariote începe la capătul 5 ', deoarece capătul 3' al ARNm rămâne atașat la ADN-ul șablon (și are loc concomitent cu transcripția)..
Celulele procariote produc, de asemenea, mARN cu regiuni netraduse cunoscute sub numele de „cutia Shine-Dalgarno” și a căror secvență consens este AGGAGG. După cum este evident, regiunile UTR ale bacteriilor sunt considerabil mai scurte decât cele ale celulelor eucariote, deși exercită funcții similare în timpul traducerii..
La bacterii și alte organisme procariote procesul de traducere este destul de similar cu celulele celule eucariote. De asemenea, constă din trei faze: inițiere, alungire și terminare, care depind de factori procarioti specifici, diferiți de cei utilizați de eucariote..
Alungirea, de exemplu, depinde de factorii de alungire cunoscuți ca EF-Tu și EF-Ts, mai degrabă decât de factorul G al eucariotelor..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.