Translasyon (Protein Sentezi) PDF

TIBBİ BİYOLOJİ TRANSLASYON (Protein Sentezi) Prof. Dr. Fatma Filiz ARI  Translasyon (Protein sentezi) Transkripsiyonla DNA’dan mRNA alfabesine dönüştürülen nükleotid dizilerinin ribozomlarda okunarak DNA’da kodlanmış/şifrelenmiş proteinin sentezlenmesine translasyon denir ...

TIBBİ BİYOLOJİ TRANSLASYON (Protein Sentezi) Prof. Dr. Fatma Filiz ARI  Translasyon (Protein sentezi) Transkripsiyonla DNA’dan mRNA alfabesine dönüştürülen nükleotid dizilerinin ribozomlarda okunarak DNA’da kodlanmış/şifrelenmiş proteinin sentezlenmesine translasyon denir  Genetik şifre (KOD) -1- Şifre: Bir bilgiyi bir formdan başka bir forma dönüştürmede kullanılan semboller sistemidir. DNA'da bulunan dört çeşit nükleotit (A, T, G, C) üçlü kombinasyonlar ile şifre oluşturur. 3 Bu nedenle DNA'da 4 = 64 çeşit şifre bulunur. DNA ve mRNA'daki üçlü nükleotit grubuna kodon adı verilir. Genetik kod, tüm kodonları kapsayan genetik şifredir. Bir kodon bir amino asidi belirler. (3 nükleotit= 1 kodon= 1 amino asit) mRNA molekülünde 64 çeşit kodon bulunur. Fakat amino asit çeşidi 20’dir (O halde her amino asit için bir veya daha fazla kodon bulunmaktadır. AUG kodunu başlangıç (start) kodunudur ve metionin amino asidini şifreler. (sentez metionin amino asidi ile başlar, bu aa daha sonra polipeptidin başından uzaklaştırılabilir. 3 ayrı sonlandırma (stop) kodonu (UAA,UAG, UGA) amino asit şifrelemez ve ribozomlara protein sentezini durdurması için sinyal verirler Genetik KOD Tablosu  Genetik şifre (KOD) -2- 64 kodondan 61’i protein yapısında bulunan 20 çeşit amino asiti kodlar. tRNA'daki üçlü nükleotit grubuna antikodon adı verilir. tRNA’nın görevi sitoplazmadaki amino asitleri ribozomlara taşımaktır. Bu yüzden 61 çeşit antikodon, ama ~ 50 çeşit tRNA vardır. Genetik kod sayısının fazla olması 1- Genlerde meydana gelen bazı mutasyonlara karşı canlıyı korur. Örneğin ACU kodonu Treonin’e karşılık gelir. Mutasyonla ACA oluşursa bu yine Treonin anlamına geldiğinden sentezlenen proteinde sorun yaratmaz. 2- DNA okunma hızını arttırarak da hücrelere ve organizmalara avantaj sağlar.  Genetik kod evrenseldir, bozulmadan günümüze kadar gelmiştir. Tüm canlılar, bakterilerden insana, aynı genetik kodu kullanırlar Örneğin: Bakteri hücrelerinde, memelilerden elde edilen mRNA’larının taşıdığı şifreye uygun protein sentezi yapılabilir. Kurbağa yumurtalarında, tavşan ve fare mRNA’larının translasyonu yapılmaktadır. Çokluk (çok miktarda bulunma): Genetik kod çok miktarda bulunur. Her ne kadar bir kodon, bir aa’e özgünse de, bazı aa ler birden fazla kodon ile kodlanabilirler. Örn; Arginin için 6 özgün kodon Met ve Triptofan tek kodon Üst üste çakışmama ve virgülsüz olma: Genetik kod belirli bir başlangıç noktasından okunmaya başlanır ve süreklidir; aralarda virgül yoktur. Evrensel şifreden sapma gösteren bazı istisnalar  PROTEİN SENTEZİ’nin Genel Özellikleri Replikasyon bölünemeyen hücrelerde (örneğin sinir hücrelerinde) gerçekleşmez. Transkripsiyon ve translasyon olayları ise protein sentezi yapan tüm hücrelerde gerçekleşir. Ancak her canlı hücre protein sentezi yapmayabilir. Örneğin olgun alyuvar hücreleri çekirdek ve ribozom dahil organellerini kaybederler. Dolayısı protein sentezini gerçekleştiremezler. Transkipsiyon ve translasyon olaylarındaki hatalar kalıtsal olmaz, fakat mutant bir proteinin üretimine neden olabilir. Proteinlerin yapı taşları (monomerleri) amino asitlerdir. Komşu amino asitler peptid bağı ile bağlanır. Her bir peptid bağına karşılık bir su molekülü açığa çıkar. Proteinlerin farklı olmasını sağlayan faktörler Genlerin nükleotid dizilişlerinin farklı olması mRNA‘daki nükleotid dizilişlerinin farklı olması Protein yapısındaki amino asitlerin sayısı Protein yapısına katılan amino asit çeşidi Proteindeki amino asitlerin diziliş sırası Protein sentezinde görev alan organel ve moleküller mRNA Fonksiyonel ribozomlar tRNA’lar Amino asitler Enzimler (Aminoaçil-tRNA sentetazlar ve Peptidil transferaz) Protein faktörleri Enerji (ATP ve GTP) Protein sentezinde görev alan organel ve moleküller Ribozomlar Büyük ve küçük olmak üzere protein ve rRNA'dan içeren iki alt birimden oluşur. Küçük alt birim mRNA için, büyük alt birim tRNA için bağlanma bölgesi içerir. Santrifüjde çökelme özelliği molekülün kütlesi ve biçimine bağlıdır ve Svedberg (S) katsayısı olarak ifade edilir. Belli çökelme katsayısına sahip olan çeşitli rRNA’lar ribozomal proteinlerle birleşerek ribozomları oluştururlar tRNA’lar Her tRNA molekülünün kendi nükleotit dizisinde aminoasidi şifreleyen kodona karşılık gelen antikodon bulunur. tRNA, her amino asit için en az bir tane olmak üzere bulunur (tRNA çeşidi insanda 50, bakterilerde 30-40). tRNA’lara özgü aminoasitleri AMİNO AÇİL SENTETAZ enzimi molekülün 3′ ucuna bağlayan enzimdir (ATP kullanır ve düzeltme aktivitesi var)  Protein Faktörleri Sentezi için başlangıç, sonlanma ve uzama faktörleri gereklidir. GTP ile aktive olurlar. Enerji Uzamakta olan polipeptid zincirine bir aa’in eklenmesi için toplam 4 yüksek enerjili bağın kırılması gerekir. 1 ATP (aminoaçil tRNA sentetaz reaksiyonunda). 3 GTP (1 başlama kompleks oluşumu, 1 translokasyon ve 1 sentez sonunda zincirin ayrılması). 15  Kodonun tRNA tarafından tanınması tRNA antikodonu, mRNA’daki kodona komplementer ve antiparalel olarak bağlanır. mRNA kodonu 5’-3’ yönünde okunur, buna karşılık tRNA antikodonu 3’-5’ yönünde buraya oturur. 61 kodonun okunması için 61 çeşit tRNA gerekmiyor ???? “Üçüncü pozisyondaki nükleotit için kodon-antikodon arasında hidrojen bağının kurulmasında esneklik vardır ve baz eşleşmesi kuralına sıkıca uyma zorunluluğu yoktur (Wooble Hipotezi) 16