Medikal Biyoloji - Protein Sentezi

PROTEİN SENTEZİ

RNA’NIN YAPISI VE ÇEŞİTLERİ

  DNA’ dan farkları

n  Timin yerine Urasil

n  Riboz şekeri

n  Düzenli bir çift sarmal yapı oluşturmaz.

   Hücre RNA’sının %80-85’i ribozomlarda bulunur.

n  Bakterilerde 70s RNA

n  30s alt birim 16s r RNA

n  50s RNA 23 sRNA + 5s rRNA

n  Yüksek canlılarda 80 sRNA

n  40s alt birim 18s rRNA

n  60 s alt birim 28s ve 5s rRNA

Transfer RNA

n  Yonca yaprağı şeklinde bir konfigürasyona sahiptir.

n  Her a.a. için özgül, birkaç tRNA türü vardır.

n  Amino asitleri aktive eden amino açil sentetaz enzimleri, a.a. için özgül tRNA moleküllerini tanırlar ve aktive ettikleri a.a.’lerin yalnızca kendileri için özgül tRNA moleküllerine bağlanmasını sağlarlar.

Mesajcı RNA

n  Yonca yaprağının bir ucunda bulunan antikodon baz üçlüsü, o tRNA molekülünün bağladığı a.a.’nin mesaj üzerindeki şifresini baz çiftleşmesi kuralına göre tanıyarak “amino asit-tRNA” kompleksinin genetik mesaj üzerinde doğru yerleşmesini sağlarlar.

      Resim-1

n  Bir amino asidi şifreleyen baz üçlüsüne kodon adı verilir.

n  Üç kodon UAA, UAG ve UGA herhangi bir a.a.’i kodlamaz.

n  Bir proteinin primer yapısını belirleyen gen, o protein zincirindeki a.a sayısının üç katı bazdan oluşur.

n  Genin başlangıç noktasından itibaren üçlü baz grupları, proteinin NH- (amino) terminal ucundan başlayarak o proteinin bileşimindeki a.a.’lerin hangi sıra ile dizileceklerini belirler.

SANTRAL DOGMA

DNA                à                   RNA              à                   Protein

          TRANSKRİPSİYON             TRANSLASYON

Transkripsiyon

n  DNA’da taşınan bilginin, protein sentezinde kullanılmak üzere RNA’ya aktarılmasına transkripsiyon denir. Tek DNA ipliği kalıp olarak kullanılarak RNA polimeraz enzimi tarafından mRNA sentezlenir.

n  RNA nükleustan sitoplazmaya geçer ve taşıdığı mesajı ribozomlara götürür. Ribozomlar üzerinde bulunan protein sentez sistemi RNA molekülünde bulunan bilgiyi protein yapısı şeklinde işler.

n  mRNA tarafından taşınan mesaj, her biri bir a.a.’i şifreleyen üçlü baz grupları halinde okunur.

n  Protein sentezi, her adımda bir a.a. bağlanarak, polipeptid zincirinin NH2 (amino) ucundan COOH (karboksil) ucuna doğru yürütülür.

n  Primer yapı oluşur.

Protein Sentezinin Mekanizması

n  Amino asit+ATP                Amino açil-AMP+PP

                                       Amino açil sentetaz

          Amino açil + tRNA               Amino açil-tRNA+AMP

                                         Amino açil sentetaz

            Amino asitlerin aktive edilmeleri

            Özgül tRNA’larına bağlanan ve aktive edilen

            a.a. ‘ler protein sentezine katılır.

            RNA polimeraz enzimi

n  Sentezi gereken proteini şifreleyen genin kopyası, DNA kalıbı üzerinde RNA polimeraz enzimi tarafından bir reaksiyonla sentezlenir.

n  mRNA (kalıp RNA) sitoplazmik ribozomlarda 30s alt birimlerinin yüzeyindeki oluğa yerleşir.

n  Bütün mRNA moleküllerinde ilk kodon methionin için özgül AUG kodonudur.

n  Bu ilk mRNA kodonuna yalnızca NH2 grubundan formillenmiş methionin taşıyan (N-formil methionin) özgül bir tRNA (f-met-tRNA) bağlanabilir.

n  Protein sentezinde öncelikle  Ribozomal 30s alt birim-mRNA-(f-met-tRNA) kompleksi oluşur.

n  IF1, IF2, IF3 proteinleri (IF faktörleri) ve GTP’ye ihtiyaç duyulur.

n  Diğer ribozomal alt birim de bu komplekse bağlanır.

n  70s Ribozomal alt birim-mRNA-(f-met-tRNA) kompleksi oluşur.

n  70s ribozom üzerinde 2 oluk bulunur.

n  1. oluk olan A bölgesine amino asit bağlanmış olan tRNA molekülü yerleşir.

n  A bölgesine mRNA üzerindeki ikinci kodonla şifrelenen a.a.’i taşıyan tRNA yerleşir.

n  EF-Ts

n  EF-Tu (Aminoaçil-tRNA nakli) + GTP’ye ihtiyaç vardır.

n  tRNA’nın ucundaki antikodon üçlüsü, mRNA üzerindeki kodon üçlüsü ile Hidrojen bağlarıyla bağlanır.

n  Polipeptidil transferaz enzimi P bölgesindeki N-formil methionin–tRNA kompleksinde, a.a. ile tRNA arasındaki bağın kopmasını ve A bölgesindeki tRNA’ya bağlı a.a. ile peptid bağı oluşumunu katalizler(dipeptid).

n  EF-G (translokasyon) protein faktör ile mRNA ribozom üzerindeki olukta bir kodon boyu yer değiştirir.

n  P bölgesindeki formil methionin-tRNA ribozom dışına çıkar,

n  Boşalan P bölgesine A bölgesinde bulunan ve ucunda bir dipeptid bağlı olan tRNA transfer olur.

n  Boşalan A bölgesine mRNA üzerindeki üçüncü kodonu tanıyan antikodona sahip tRNA molekülü yerleşir.

n  Aynı şekilde P bölgesindeki tRNA molekülüne bağlı dipeptid bu tRNA’dan ayrılır.

n  Serbestleşen COOH ucu ile, A bölgesindeki tRNA’ya bağlı a.a.’in serbest NH2 ucuna peptid bağı ile bağlanır. Tripeptid

n  Protein sentezi UAA, UAG veya UGA kodonlarından biri veya ikisi tarafından sonlandırılır. Terminasyon kodonları + R1 ve R2 bitirme faktörleri