GENETİK KOD - TRANSLASYON PDF

GENETİK KOD DR. ÖĞR. ÜYESİ: SEVİDE ŞENCAN ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ TIBBİ BİYOLOJİ ANABİLİM DALI DNA’nın iki zincirinden birindeki bilgi transkripsiyonla RNA’ya aktarılır (mRNA). Bu RNA’lar ribozomla ilişki kurar ve burada mRNA’nın şifresi, protein oluşturmak için translasyonla aminoas...

GENETİK KOD DR. ÖĞR. ÜYESİ: SEVİDE ŞENCAN ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ TIBBİ BİYOLOJİ ANABİLİM DALI DNA’nın iki zincirinden birindeki bilgi transkripsiyonla RNA’ya aktarılır (mRNA). Bu RNA’lar ribozomla ilişki kurar ve burada mRNA’nın şifresi, protein oluşturmak için translasyonla aminoasitlere çevrilir Bir proteinin aminoasit dizisi, DNA’daki kodonların dizilimi ile belirlenir. Proteindeki aminoasit dizilimi ile o aminoasitleri kodlayan kodonların DNA’daki dizilimleri aynı sırayı takip eder. Genetik bilgi, yeryüzündeki tüm canlılar için hemen hemen evrensel olan üçlü şifreler halinde DNA’da depolanır. Genetik bilgi, transkripsiyon işlemi süresince DNA’dan RNA’ya aktarılır. RNA’da, dört ribonükleotid harften oluşan üçlü kodonlar bulunur. 20 amino asit, 4 farklı ribonükleotidin kodonlar şeklinde yapılanması ile 64 farklı kodondan oluşur. Genetik kod ve kodon DNA üzerindeki ardışık üç nükleotid (triplet) bir amino asite karşılık gelir ve kod olarak adlandırılır (ör. ATG, GCC). mRNA üzerindeki ardışık üç nükleotid bir amino asiti kodlar ve kodon olarak adlandırılır. Kod Kodon Amino asit Kodonlar aa’leri temsil eder, Kodonlardan biri protein sentezini başlatan sinyal olarak görev yaparken (başlatma kodonu), bazı kodonlar ise sentezi durdur sinyalini verir (stop kodonları).  DNA (ve mRNA) da 4 çeşit nükleotid  Proteinlerde 20 çeşit amino asit bir nükleotid bir amino asit (41 = 4 ) XXX iki nükleotid bir amino asit (42 = 16) XXX üç nükleotid bir amino asit (43 = 64) !!!!! Bir amino asidi belirleyen üç nükleotidlik (bazlık) dizi = kodon Genetik Kod (Genetic Code) Bir kodon üç bazdan oluşur Toplam 64 kodon vardır 1 kodon (AUG) metionini kodlar ve bütün proteinlerin translasyonunu başlatır 61 kodon 20 aminoasiti kodlar A U G G C A Met Ala START 3 kodon translasyonu sonlandırır UAA, UAG, UGA Üçlü yapıya ait ilk deneyler Francis Crick, Leslie Barnet, Branner ve R. J. Wattstobin’in deneyleri, şifrenin üçlü yapıda olduğuna dair ilk kanıtları sunmuştur. Üçlü yapıya ait ilk deneyler Deneylerinde E. coli bakterisinde çerçeve kayması uygulamışlardır. mutasyonu Her pozisyon için 4 harf varsa 3 harfli kodon 64 kelime oluşturur. Sadece 20 kodon 20 amino asit için gerekliyse, diğer kodonlar ne işe yaramaktadır? Aynı aminoasit birden fazla kodon tarafından kodlanabilir (metionin ve triptofan hariç). Buna “genetik kodun dejenerasyonu” adı verilir. Aynı aminoasiti kodlayan kodonlara “sinonim kodon” adı verilir. Bu kodonlarda genellikle ilk iki nükleotid aynı, 3. pozisyondaki nükleotid farklıdır. Özgündür: Her üçlü yalnız bir amino asidi belirtir. Genetik Kodda Çeşitlilik ve Evrensellik Crick’in çalışmaları genetik kodun dejenere olduğunu ortaya koymuştur. Buna göre bazı amino asitler birden fazla kodon edilmektedir. tarafından temsil Tüm canlılar aynı genetik şifreyi kullanır, bu nedenle genetik kod evrenseldir denir. Doğada birkaç örnek dışında, Bakteriler ve ökaryotlarda AUG başlatma kodonunun anlamında küçük farklılık (bakterilerde formil metionin, ökaryotlarda metionin) Ökaryotlarda UGA’nın anlamsızlığı henüz gösterilmemiş Mitokondrilerde kullanılan şifrede temel genetik şifreye göre belirgin farklılıklar vardır!!! (memeli mitokondrilerinde UGA triptofan kodonu, AGA ve AGG bitim kodonları, AUG ve AUA metionin kodonları) Genetik Kod: Kodon dizileri ve ilgili Amino Asitleri Genetik kod, noktalama işareti içermez. Her kodon, bir öncekinin bittiği yerden devam eder. Genetik kodda örtüşme yoktur. Her bir nükleotid, sadece bir kodona aittir. Duraksamaz. Translasyon başladığında kodonlar arasında boşluk ve duraksama olmaz. Kodonların arka arkaya gelmesi ile oluşan yapı, okuma kalıbı (reading frame) olarak adlandırılır. Stop kodonu içermeyen 50 ya da daha fazla kodonun yer aldığı dizi “open reading frame-ORF” olarak adlandırılır. Her bir nükleotid dizisi, kodonlar halinde üç farklı şekilde okunabilir. Ancak bunlardan sadece birisi geçerlidir. 1961’de Marshall Nirenberg ve J. Heinrich Matthaei ilk özgül şifre dizilerini belirlemişlerdir. Bu başarı iki deneysel sistemin kullanılmasından kaynaklanmaktadır: In vitro (hücrede) protein sentez sistemi Sentetik mRNA sentezinde kullanılan polinükleotid fosforilaz enzimi In vitro sistemde, amino asitler polipeptid zincirlerinin yapısına girebilmektedir Protein sentezini izleyebilmek için, amino asitlerin birinin yada birkaçının radyoaktif olarak işaretli olması gerekmektedir. Nirenberg ve Mattaei, ilk deneylerinde tek tip ribonükleotid içeren RNA homopolimerlerini sentezlemiştir(AAA, CCC, UUU, GGG). Her farklı mRNA’nın denenmesiyle, yeni sentezlenen proteinlere hangi amino asidin girdiğini saptayabilmişlerdir. Nirenberg-Mattaei ve Ochoa, bir sonraki aşamada RNA heteropolimerlerini kullanmaya yönelmişlerdir. Bu yaklaşımda, yapay mesaj oluşturmak için ortama iki ribonükleozid difosfat birlikte ilave edilir. ya da daha fazla Her tip ribonükleozid difosfatın diğerlerine göre oranı başlangıçta bilinmektedir. Dolayısıyla, oluşacak olan sentetik mRNA'daki herhangi bir üçlü kodonun frekansı tahmin edilebilmektedir. Bu mRNA, in vitro protein sentez sistemine ilave edilerek sentezlenen proteindeki amino asidin yüzdesi hesaplanır. Bu yolla amino asitleri sentezleyen kodonlar tahmin edilebilir. Araştırmacılar, 4 farklı ribonükleotidi kullanarak yapay mRNA’lar oluşturmaya devam etmişlerdir. Ancak kodonların özgül dizileri bu aşamada saptanamamıştır. 1964’te Nirenberg ve Leder kodonların özgül dizisini ortaya çıkaran triplet bağlama deneyini geliştirmiştir. Teknik, ribozomların, üç ribonükleotidlik kısa RNA dizilerine bağlanarak kompleks oluşturması temeline dayanır. Üçlü ribonükleotid, tRNA’daki komplementer diziyi kendine çekerek mRNA gibi davranmaktadır. Bu olay, kodon-antikodon eşleşmesi olarak bilinmektedir. 1960’ların başında Gobin Khorana, içinde kısa dizilerin birçok kez tekrarlandığı uzun RNA moleküllerinin sentezini gerçekleştirmiştir. Bu RNA, in vitro sisteme ilave edilerek elde edilen amino asitler incelenmiş ve hangi tripletin hangi amino asidi şifrelediği belirlenmiştir. Wobble hipotezi Crick’in hipotezine göre, tRNA seçiminde ilk iki ribonükleotid üçüncüye göre daha kritiktir. Crick’e göre, kodon-antikodon etkileşiminde üçüncü pozisyondaki hidrojen bağının kurulmasında esneklik vardır ve baz eşleşme kuralına sıkıca uyma zorunluluğu yoktur. TRANSLASYON DR. ÖĞR. ÜYESİ: SEVİDE ŞENCAN ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ TIP FAKÜLTESİ TIBBİ BİYOLOJİ ANABİLİM DALI mRNA halinde kopyası çıkarılmış olan genetik bilgiye göre polipeptid moleküllerinin sentez edilmesi sürecidir. Polipeptidler proteinlerin primer yapısını oluşturur. Protein Sentezi Tüm organizmalarda en fazla korunmuş ve hücre için enerji bakımından en pahalı olan süreç. Bakterilerde hücredeki enerjinin ~ %80’i ve hücrenin kuru ağırlığının %50’si protein sentezine aittir. (tek bir proteinin sentezi 100’ün üstünde protein ve RNA’nın uyumlu iş birliği gereklidir) Zorlu bir süreç !!! Bir polipeptiddeki amino asitlerin düzenli sıralanmasında mRNA kalıbı ile amino asitler arasındaki doğrudan etkileşim mümkün değil. Proteinler birçok informasyon yolunun son ürünüdür. Tipik bir hücrede binlerce farklı protein vardır. Bu proteinler hücrenin ihtiyaçlarına göre sentezlenir ve uygun hücresel hedeflere yönlendirilirler. Protein biyosentezi en kompleks biyosentetik işlemdir. Ökaryotik protein sentezine 70’in üzerinde ribozomal protein, 20 veya daha fazla aktive olmuş amino asit öncülü, bir düzineden daha fazla yardımcı enzim ve faktör başlama, uzama ve polipeptid sonlanması için gereklidir. Transkiripsiyon sonucu oluşan mRNA kodonlarına uygun olarak amino asit sentezi sürecidir. Stoplazmada ribozomlarda gerçekleşir. Polipeptid zincirleri Amino ucundan (-NH2) Karboksil ucuna (-COOH) doğru sentezlenir. Peptid Bağı Peptid bağı kovalent bir bağdır ve 1. aminoasitin COOH ucu ile 2. aminoasitin amino ucu arasından bir molekül su çıkmasıyla elde edilir. Translasyonda Görevli Elemanlar mRNA: Genetik bilginin DNA’dan taşınması 3 nükleotid= 1 kodon= 1 aminoasit tRNA: Amino asitlerin ve mRNA arasındaki adaptör molekül Kodon-antikodon ilişkisi Ribozomlar rRNA Proteinler Aminoaçil tRNA sentetaz Translasyon Faktörleri Amioasitler Her ne kadar prokaryot ve ökaryotlarda protein sentez mekanizmaları benzerlik gösterse de bazı farklar mevcuttur (özellikle mRNA kalıbı üzerinde, polipeptid zinciri sentezinin başladığı pozisyonu belirleyen sinyaller gibi). Translasyon mRNA’nın 5’ ucunda özel başlatma bölgelerinden başlar. Bu nedenle hem prokaryot hem de ökaryotlarda, 5’ terminal kısmı, kodlama yapmayan diziler içerir ve proteine çevrilmeyen bölgesi 5’UTR (5’ untranslated region) olarak adlandırılır. mRNA’lar aynı zamanda proteine çevrilmeyen 3’ UTR bölgeleri de taşırlar. Ökaryot mRNA’ları genellikle tek bir polipeptid zinciri kodlar, ancak prokaryotik mRNA’ları aynı mRNA üzerinde birden fazla başlatma bitirme dizileri taşıyabildiğinden birden çok polipeptidin kodlanmasını da sağlayabilir. Hem prokaryot hem de ökaryotlarda, translasyon genellikle AUG kodonu tarafından kodlanan metionin amino asidi (ökaryotlarda modifiye olmamış metionin, bakterilerin çoğunda ise N-formil metionin) ile başlatılır. (Genellikle polisistroniktir) (Genellikle monosistroniktir) Hem prokaryot hem de ökaryotik mRNA’ların baş ve sonlarında proteine dönüştürülmeyen bölgeler (UTRs) vardır. tRNA Translasyon sırasında, amino asitlerle kodonlar arasında adaptör görevi yapan ve tek zincirli RNA içeren yaklaşık 80 nükleotid uzunluğunda moleküllerdir. Her bir aa. spesifik bir tRNA molekülüne bağlanır. mRNA kodonları ile tRNA antikodonu RNA-RNA baz çifti oluşturur. Kodon antikodona komplementerdir. Aa.’ler tRNA’lara aminoaçil tRNA sentetaz denen enzimlerce takılır ve tRNA böylece aa. ile yüklenir. Her aa. tRNA’nın 3’ CCA ucuna takılır. Aminoaçil tRNA sentetazlar tRNA’ların üçüncül yapısındaki farklılığı tanırlar. Her aminoaçil tRNA sentetaz tek bir amino asidi bir veya fazla sayıda tRNA’ya bağlar en az 20 çeşit enzim. Enzimin 2 bölgesi önemli: özel amino asidi ve özel tRNA’yı (L biçimini) tanır. Amino asit ile tRNA’nın CCA ucu arasındaki (ATP’den sağlanan) yüksek enerji bağındaki enerji ribozomda polipeptid bağı oluşumunda kullanılır. Amino Asitlerin Yüklenmesi Her tRNA bir aminoacil tRNA sentetaz tarafından ona spesifik bir amino asit yüklenir, her bir amino asit için birden çok tRNA ve birden çok antikodon olabilirse de, normalde her bir amino asit için bir aminoaçil tRNA sentetaz vardır. Uygun tRNA‘nın sentetaz tarafından tanınması sadece antikodon tarafından sağlanmaz, alıcı sap da önemli bir rol oynar. Reaksiyon: amino asit + ATP → aminoaçil-AMP + PPi aminoaçil-AMP + tRNA → aminoaçil-tRNA + AMP Amino Asitlerin Yüklenmesi Amino-açil tRNA sentetaz enzimi iki aşamada amino asitleri tRNA molekülüne bağlar. Enerji ATP hidrolizinden sağlanır. Önce aa. karboksil grubu ile AMP’ye bağlanır ve adenile amino asit oluşur. Bu kompleks enzimden ayrılmadan AMP’ye bağlı karboksil ucundan aa. tRNA molekülünün 3’ ucunda bulunan CCA üçlü nükleotidinin Adenine bağlı olan şekerinin OH grubuna transfer edilir. Bu bağ ester bağıdır ve sonuçta aminoaçil-tRNA oluşturulur. Amino Asitlerin Yüklenmesi Adenilillenme. Amino asidin ATP ile reaksiyona girmesi; amino asidin karbonil grubu ile AMP’nin fosforil grubu arasında yüksek enerjili bir ester bağı oluşumu. tRNA’nın yüklenmesi. Adenilillenmiş ve enzime bağlı durumdaki amino asidin tRNA’nın 3’ ucundaki 2’ veya 3’-OH’e bağlanması ve AMP’nin serbest kalması. Doğru aa. Nasıl Tanımlanır? Ribozom doğru ve yanlış yüklenmis tRNA’ları ayırt edemez. Doğru yüklenmede tüm sorumluluk aminoaçil tRNA sentetazlarda !!! 1- Doğru aa. daha yüksek ilgi gösterir 2- Yanlış aa. ikinci bir cebe itilir 3- Doğru tRNA’yı tanıması gereklidir Aminoaçil-tRNA oluşumu çok doğru biçimdedir Aminoaçil tRNA sentetazların doğru amino asidin seçimi oldukça zor (amino asitlerin boyutu çok küçük ve bazen benzerlikleri fazla). Fakat, hatalı yüklenme olasılığı son derece düşüktür (1/1.000). Ribozom doğru ve yanlış yüklenmiş tRNA’ları ayırt edemez Doğru yüklenmede tüm sorumluluk aminoaçil tRNA sentetazlarda!!! Yüklenmiş tRNA’lar daha sonra ayırıma tutulmazlar. Ribozom doğru kodon-antikodon etkileşimine göre yüklü herhangi bir tRNA’yı (uygun amino asidi taşıyıp taşımadığına bakmaksızın) kabul eder. Ribozomda tRNA’lar için bağlanma yerleri (büyük ve küçük alt birimin ara yüzünde): A yeri aminoaçillenmiş tRNA’nın, aminoaçil tRNA bağlanma yeri P yeri peptidil tRNA bağlanır E yeri uzayan polipeptid zinciri aminoaçil-tRNA’ya aktarıldıktan sonra serbest kalan tRNA’nın bağlanma yeridir. çıkış kanalı, yüksüz-tRNA bağlanır Ribozomun yapısındaki proteinler daha çok rRNA’ların stabilizasyonunda görev alır. Enzimatik aktiviteler ise rRNA’lar tarafından yürütülür. Bu nedenle ribozomlar ribozim olarak kabul edilir. Ribozomun büyük ve küçük alt birimleri: Büyük alt birimdeki peptidil transferaz merkezinde peptid bağları oluşur. 50S biriminde bulunur ve peptid bağının oluşumunu katalizler. Küçük alt birimdeki şifre çözücü merkezinde yüklü tRNA’lar mRNA’daki kodonları okurlar (“şifresini çözerler”). mRNA’nın bağlandığı yer küçük altbirimdir. mRNA ile baz eşleşmesi özelliğinden dolayı protein sentezine katılırlar. Yüklü tRNA’ların antikodon ilmekleri ve mRNA’nın kodonları küçük alt birimdeki rRNA ile ilişki kurarlar. Translasyonda birbirleriyle ve mRNA ile birleşen büyük ve küçük alt birimler her çevrim sonunda birbirinden ayrılır; yeni bir protein sentezi çevrimini başlatmak üzere aynı ya da farklı bir mRNA’ya bağlanırlar. Prokaryotlarda, transkripsiyon ve translasyon aygıtı birlikte çalıştığı için, ribozom transkripsiyonun hızına ulaşır. ~ 20 amino asit/saniye mRNA’da 20 kodon=60 nukleotidin çevirisi = RNA polimerazın 50-100 nukleotid/saniyelik hızı Ökaryotlardaki translasyon çok daha yavaş (2-4 amino asit/saniye)  belki translasyonun transkripsiyondan tamamen ayrı olması nedeniyle mRNA’ların Protein Sentezine Katılması Translasyon, mRNA’da protein şifreleyen bölgenin (ORF’nin) 5’ ucundan (başlama kodonundan), 3’ ucuna (bitim kodonuna) doğru birer kodonluk hareketle ilerler. Bakterilerde başlama kodonu genellikle 5’-AUG-3’ (bazen 5’-GUG-3’ ya da 5’-UUG-3’). Ökaryotlarda her zaman 5’-AUG-3’. Başlama kodonun işlevleri:  Sentez edilecek polipeptide girecek ilk amino asidi belirleme.  Ardışık tüm kodonlar için okunma çerçevesini belirleme. (ilk kodonun yerleşimine göre olası üç farklı okunma çerçevesinin birinin çevirisi yapılır) Bitim kodonları (5’-UAG-3’, 5’-UGA-3’, 5’-UAA-3’) ORF’nin sonunu belirlerler ve polipeptid sentezinin tamamlanmasını işaret ederler. Ökaryotik mRNA’larda tek ORF (monosistronik mRNA’lar). Prokaryotik mRNA’larda genelde iki veya daha fazla sayıda ORF (polisistronik mRNA’lar). Ökaryotik mRNA’ların 5’ ve 3’ uçlarındaki değişiklikler translasyonu kolaylaştırır Ökaryotik mRNA’lar ribozomlara, 5’ şapka yapısıyla bağlanırlar. Ribozom şapka yapısını tanıyıp bağlandığında, 5’-AUG-3’ başlama kodonuna doğru hareket eder. Ökaryotik mRNA’ların translasyonu uyaran diğer iki özelliği:  mRNA’larda başlama kodonunun çevresinde başlama kodonuna bitişik 5’-ACCAUGG Kozak dizisi bulunur. Translasyonun başlangıcında uygun şartların olmasını sağlar. Başlatıcı tRNA ile etkileşime girerek translasyon etkinliğini artırır.  mRNA’nın 3’ ucunda poli-A kuyruğu. Ribozomların yeniden translasyon çevrimine girmelerini destekleyerek translasyon düzeyini yükseltir. Protein sentezinin üç komponenti mRNA, tRNA ve ribozomlardır Translasyon Başlangıcı En önemli aşama ilk amino açil tRNA’nın A bölgesine yerleşmesidir dolayısıyla doğru okuma çerçevesi sağlanır. Hem prokaryot hem ökaryotlardaki ilk aa metiyonindir ve özel bir tRNA tarafından mettRNA olarak adlandırılır ve AUG kodonunu tanır. Bu tRNA initiator-başlatıcı tRNA olarak da bilinir. Bakterilerde bu ilk metiyonin formillenir ve bu grup daha sonra çıkarılır. Prokaryotlarda başlangıç kodonundan önce özel bir dizi vardır buraya Shine dalgarno dizisi adı verilir bu dizi 30S ribozomunda bulunan 16S rRNA ile baz çifti oluşturur bu eşleşme başlangıç tRNA’sı P bölgesine girer. Çoğunlukla, 5’-AGGAGG-3’ başlama kodonunun 3-10 nukleotid yukarısında bulunur ve 16S rRNA’nın 3’ ucu yakınındaki bir dizinin (5’-CCUCCU-3’) tamamlayıcısıdır. Translasyonun kolaylaştırıcısıdır. Translasyon ana hatlarıyla üç aşamada gerçekleşir; Başlama (Initiation): Ribozomun mRNA’ya bağlanma aşamasıdır. Uzama (Elongation): Polipeptid zincirinin ard arda eklenen amino asitlerle uzadığı evredir (İlk ve son peptid bağının oluşmasını da kapsayan olayların tümü). Sonlanma (Termination): Ribozomun mRNA’daki stop kodonu ile polipeptidin serbest kalarak ribozom alt birimlerinin ayrıldığı evredir. Sentez sırasında ribozomlar mRNA molekülü üstünde 5’3’ yönünde kayar. karşılaşmasıyla Translasyon Faktörleri (protein grupları/translasyon kompleksi) Prokaryotik ve ökaryotik hücrelerde farklı farklı olmasına rağmen protein sentezinin her aşamasında görev alan birtakım protein gruplarıdır (ökaryotlarda baş taraflarına ‘e’ -eukaryotegetirilir): IF: Initiation Factors (başlatıcı faktörler), ökaryotik olanlar ‘eIF’ EF: Elongation Factors (uzatma faktörler), ‘eEF’ TF: Termination/Release Factors (serbest-sonlandırıcı faktörler), ‘eRF’ Başlama (Initiation) Bakterilerde translasyonun ilk aşamasında üç başlama faktörü (IF-1, IF-2, IF-3) 30S’lik küçük ribozomal alt birime bağlanır. Bu aşamayı, GTP bağlı IF-2 tarafından tanınan Nformilmetionil (fMet) tRNA ve mRNA’nın bağlanması takip eder. Daha sonra IF-3 kompleksten ayrılır. IF-3’ün ayrılmasını takiben 50S’lik ribozomal alt birim komplekse bağlanırken IF-2’deki GTP’nin hidrolizini ve GDP bağlı IF-2 ve IF-1’in kompleksten ayrılmasını sağlar. Ökaryotlardaki başlama aşaması çok daha karmaşıktır ve bu aşamada ökaryotik başlatma faktörleri (eIF) olarak adlandırılan en az 10 protein görev alır. Öncelikle ribozom küçük alt birimi, mRNA, başlatma faktörleri ve GTP bağlı eIF-2’nin eşlik ettiği metionil tRNA’dan oluşan bir kompleks oluşur. 40S küçük ribozomal alt birim, başlatıcı metionil tRNA ve eIF’lerle birlikte başlama kodonunu (AUG) bulmak için mRNA’yı tarar (scanning). mRNA’daki başlatma kodonunun bulunmasını takiben eIF’leri kompleksten ayrılır ve 60S alt birim 40S’lik alt birime bağlanarak 80S’lik mRNA ribozom kompleksi oluşturulur. Prokaryot ve ökaryotik mRNA’larda ribozomların küçük alt birimlerine bağlanmayı tanımlayan sinyaller de farklıdır; Prokaryot mRNA’sında AUG başlama kodonunun önünde yer alan Shine-Delgarno dizileri ile olur. Ökaryotlarda ise tanınma 7-metil guanozin ile olur. Uzama (Elongation) Başlama kompleksi oluştuktan sonra mRNA’nın translasyonu polipeptid zincirin uzaması ile devam eder. Uzama mekanizması prokaryot ve ökaryotların ikisinde de benzer şekildedir: Uzama aşamasındaki ilk adım bir sonraki tRNA’nın ribozomun A bölgesine (mRNA’daki ikinci kodona uygun olarak) bağlanmasıdır. Bunun için, aminoasit yüklü tRNA GTP ile bağlı bir uzama faktörü tarafından ribozoma getirilir (prokaryotlarda EF-Tu, ökaryotlarda eEF-1α). Amino asit yüklü tRNA’nın ribozomun A bölgesine yerleşmesi EF-Tu’ya (veya eEF-1α) bağlı olan GTP hidrolizini ve GDP bağlı EF-Tu’nun ayrılmasını uyaran konformasyonel değişikliği tetikler. EF-Tu (veya eEF-1α) ribozomu terk eder etmez, ribozomun 50S (ökaryotlarda 60S) büyük alt biriminin peptidil transferaz aktivitesi ile, P bölgesindeki başlatıcı metionil tRNA ve A bölgesindeki ikinci tRNA arasında peptit bağı oluşur. Uzamadaki ikinci adım ise diğer bir uzama faktörü (prokaryotlarda EF-G, ökaryotlarda eEF-2) ve bir GTP hidrolizi eşliğindeki yer değiştirme/kayma olayıdır (translokasyon); Ribozom bir sonraki mRNA kodonunun boş A bölgesine gelecek şekilde, mRNA üzerinde bir kodon (üç nükleotid) kayar. Bu sırada, peptidil tRNA A bölgesinden P bölgesine, yüksüz tRNA da P bölgesinden E bölgesine aktarılır. A bölgesine yeni bir tRNA’nın bağlanması, E bölgesindeki yüksüz tRNA’nın ayrılmasını uyarır ve böylece polipeptid zincirine bir sonraki amino asidin katılımı için hazır hale gelir. Sonlanma (Termination/Releasing) Polipeptid zincirinin uzaması ribozomun A bölgesi mRNA’daki stop kodonuna (UAA, UAG veya UGA) gelinceye kadar devam eder. Hücrelerde sonlandırma kodonlarını tanıyan sonlandırma faktörleri (releasing factor = RF) bulunur ve bunlar protein sentezini sonlandırırlar. Prokaryotik hücrelerde stop kodonlarını tanıyan iki sonlandırma faktörü vardır; RF-1A UAA/UAG’yi, RF-2A ise UAA/UGA’yı tanır. Ökaryot hücrelerde ise, mRNA’daki her üç stop kodonu da eRF-1 tarafından tanınmaktadır. Sonlandırma faktörü A bölgesindeki stop kodonuna bağlanmasıyla P bölgesindeki polipeptid ile tRNA arasındaki kovalent bağın hidrolizini (kırılmasını) tetikler. Polipeptidin serbest kalmasıyla ribozomal alt birimler ve mRNA kalıbı birbinden ayrılarak kompleks dağılır. Sonlanma (Termination/Releasing) Son iki basamaktaki olayların tekrarı sonucunda polipeptit zinciri amino-terminal uçtan karboksil-terminal uca doğru uzar Gerek prokaryot, gerekse ökaryot hücrelerde mRNA’lar, çok sayıda ribozom tarafından eş zamanlı olarak okunabilir. Bir ribozom, başlama bölgesinden uzaklaşır uzaklaşmaz diğer bir ribozom mRNA’ya bağlanır ve yeni bir polipeptid sentezi başlar. Böylece mRNA’lar, genellikle aralarında 100 - 200 nükleotidlik aralık bulunan ribozom serileri tarafından proteine çevrilmektedir. mRNA’ya bağlı ribozom grupları, poliribozom veya polizom olarak adlandırılırlar. Kaynakça:The unexpected roles of eukaryotic translation elongation factors in RNA virus replication and pathogenesis Kaynakça:HIV-1 Replication and the Cellular Eukaryotic Translation Apparatus, Viruses 2015, 7, 199-218; doi:10.3390/v7010199 HIV-1 Replication and the Cellular Eukaryotic Translation Apparatus, Viruses 2015, 7, 199-218; doi:10.3390/v7010199