מחומצות גרעין לחלבונים:

1. מחומצות גרעין לחלבונים: תרגום מפגש מדריכים תשס"ז אלישבע גבע

2. הקדמה

3. בתהליך התעתוק:רנ"א נוצר על גבי הדנ"א על פי עקרון זוגות הבסיסים שתי השרשרות של הדנ"א נפתחות ועל פני אחת מהן נבנות מולקולות רנ"א שונות וביניהן מולקולות רנ"א-שליח.

4. דנ"א ורנ"א רנ"א נבנה על גבי דנ"א תוך יצירת קשר בין זוגות בסיסים : דנ"א ורנ"א הם ביופולימרים שמורכבים מאותו סוג מונומרים - נוקלאוטידים.

5. מיהו רנ"א-שליח? • רנ"א שליח הוא פולימר לינארי . • רנ"א-שליח נושא על גביו מידע גנטי שמתורגם למולקולת חלבון.

6. בתהליך התרגום נוצרים חלבונים על פי המידע הגנטי שמצוי ברנ"א-שליח

7. ייחודו של תהליך התרגום תהליך התרגום מקשר בין מולקולות רנ"א, המאופיינות על ידי 4סוגי בסיסים לבין מולקולות חלבונים המורכבות מ - 20 חומצות אמיניות. בתהליך זה לפולימר הקיים ולפולימר הנבנה עליו יש יחידות חוזרות שונות לחלוטין. ניתן לדמות את תהליך יצירת החלבונים לתרגום של שפה הכוללת 4 אותיות, לשפה אחרתהכוללת 20 אותיות אחרות.

8. כדי ליצור פולימר בעל 20 יחידות חוזרות שונות מפולימר בעל 4 יחידות חוזרות שונות יש צורך בקוד. הקוד קרוי הקוד הגנטי

9. הקוד הגנטי

10. הקוד הגנטי והקודונים • הקוד הגנטי הוא אוסף של שלישיות בסיסים על גבי רנ"א-שליח. • כל שלישיית בסיסים קרויה קודון. • לכל אחת מ-20 החומצות האמיניות מתאים קודון אחד או יותר. • ארבעת הבסיסים : אדנין - A, אורציל - U, ציטוזין - C וגואנין – G, מאפשרים יצירה של שלישיות מרובות (בסיס מסוים יכול להופיע יותר מפעם אחת באותה שלישיה).

11. הקוד הגנטימקודונים לחומצות אמיניות http://www.mun.ca/biology/scarr/Gr10-27.html

12. קודון הקוד הגנטיטבלת קודונים וחומצות אמיניות http://www.mun.ca/biology/scarr/Gr10-27.html

13. מה מייצגות שלוש אותיות הקודון – ACC ? הן מייצגות 3 נוקלאוטידים סמוכים, שהבסיסים שלהם אדנין, ציטוזין, ציטוזין. את הנוקלאוטידים קוראים מקצה ה – 5' לקצה ה – 3' שלד הפולימר קבוע לאורך כל הרנ"א. הסידור של קבוצות הצד (הבסיסים) , שאינו קבוע– הוא המידע הגנטי

14. דנ"א תעתוק רנ"א-שליח תרגום חלבון המידע הגנטי עובר מן הדנ"א לחלבון – דרך הקוד הגנטי http://www.mun.ca/biology/desmid/brian/BIOL2060/CellBiol20/CB20_12.html

15. תרגיל מספר הלימוד:נתון מקטע של רנ"א-שליח המכיל 21 בסיסים (או נוקלאוטידים). המקטע מכיל שבעה קודונים. אלו חומצות אמיניות יווצרו על פי מקטע זה?

16. נשתמש בטבלת הקוד הגנטי קודון GCU שייך לחומצה האמינית אלאנין

17. UAA UAG UGG הפפטיד הנוצר קטע רנ"א-שליח הכיל 7 קודונים אך על גביו נוצר פפטיד בעל 6 חומצות אמיניות בלבד: Ala Thy Glc Leu Arg Ser לקודון השביעי, UAG, אין חומצה אמינית מתאימה. מה ההסבר לכך? הקודון UAG הוא קודון עצירה - קודון שמסמן את סיום סינתזת החלבון. יש שלושה קודוני עצירה:

18. נראה את שלושת קודוני העצירה (STOP), שאינם מקודדים חומצות אמיניות וכמו כן נראה שלכל חומצה אמינית יש יותר מקודון אחד, למעט חומצה אחת - Met. אם נסתכל על טבלת הקודים הגנטיים

19. הסתכלות מחודשת על רנ"א-שליח רנ"א שליח אינו סתם פולימר המורכב מרצף של נוקלאוטידים אלא הוא פולימר המורכב מרצף של שלישיות נוקלאוטידים – רצף של קודונים

20. HELP ! רנ"א-שליח זקוק לעזרה על רנ"א-שליח נמצא המידע גנטי לרצף החומצות האמיניות בחלבון. אבל : רנ"א-שליח אינו נקשר ישירות לחומצות האמיניות. ב – 1955 הציע קריק את ההשערה הבאה: "תהליך התרגום מחייב קיום של מולקולה נוספת: מולקולה שנושאת עליה את החומצה האמינית וגם מזהה את הקודון המתאים לחומצה זו על רנ"א שליח". מולקולה זו היא רנ"א-מעביר.

21. רנ"א-מעביר

22. חומצה אמינית רנ"א-שליח קודון המולקולה שראה קריק בדמיונו: מצידה האחד נקשרת לחומצה אמינית ומצידה האחר נקשרת לקודון http://opbs.okstate.edu/~petracek/Chapter%2027%20Figures/Fig%2027-02.GIF

23. מהו המבנה של מולקולה שיכולה להקשר הן לחומצה אמינית והן לקודון?נציג את המבנה הראשוני, השניוני והשלישוני שלה

24. מבנה מולקולת רנ"א-מעביר ראשוני שלישוני שניוני

25. לרנ"א-מעביר יש שני אתרים חשובים

26. 1. אתר הקישור לחומצה האמינית http://www.mun.ca/biology/desmid/brian/BIOL2060/CellBiol20/CB20_3.html

27. 2. אתר הקישור אל הקודון ברנ"א-שליח. הקשרים בין הקודון לאנטיקודון הם קשרי מימן

28. שני אתרי הקישור של רנ"א-מעביר זמינים מבחינה מרחבית

29. סיכום זמני • המידע הגנטי שבדנ"א הועתק לרנ"א שליח . • המידע הזה הוא אוסף של קודונים. • לכל קודון מתאימה חומצה אמינית. • רנ"א מעביר נקשר לחומצה אמינית ומביא אותה אל הקודון המתאים לה. עכשיו ניתן להתחיל את תהליך התרגום. היכן הוא מתרחש? על גבי מבנה שנקרא ריבוזום.

30. ריבוזום

31. ריבוזומים ציטופלסמה הריבוזום הוא מבנה שמצוי בציטופלסמה של התא. על גבי הריבוזום מתבצע תהליך התרגום. גרעין התא

32. הריבוזום הפעיל מורכב משתי יחידות : יחידה קטנה ויחידה גדולה כל אחת משתי היחידות בנויה משני סוגי מולקולות: רנ"א-ריבוזומלי שמהווה שני שליש ממשקל הריבוזום. חלבון שמהווה שליש ממשקל הריבוזום.

33. הרכב הריבוזום

34. בתוך הריבוזום יש שלושה אתרים לקשירת רנ"א-מעביר ואתר אחד לקשירת רנ"א-שליח

35. רנ"א ריבוזומלי – וואו! המבנה השניוני של רנ"א ריבוזומלי בתאי חיידקים למה יכולה לשמש מולקולה במבנה כזה?

36. תהליך התרגום

37. 4 "שחקנים" משתתפים בתהליך התרגום • ריבוזום –מבנה בציטופלסמה של התא. על גביו מתרחש תהליך התרגום כלומר ייצור החלבון • רנ"א-שליח –מולקולה שנוצרת בגרעין התא על פי תבנית הדנ"א ומכילה את הקוד הגנטי. מולקולה זו מגיעה אל הציטופלסמה ונקשרת לריבוזום. • רנ"א-מעביר – מולקולה הפועלת כמתאמת בין הנוקלאוטידים ברנ"א-השליח לבין החומצות האמיניות בחלבון. • חומצות אמיניות –מונומרים מהם בנויים החלבונים.

38. אנימציה של תרגום • http://207.207.4.198/pub/flash/26/transmenu_s.swf

39. את תהליך התרגום מקובל לחלק לשלושה חלקים: איתחול התארכות סיום

40. איתחול רנ"א-מעביר טעון בחומצה האמינית מתיונין מתחבר ליחידה הקטנה של הריבוזום, באתר P - רנ"א-מעביר http://www.csu.edu.au/faculty/health/biomed/subjects/molbol/images/7_28.jpg

41. רנ"א-שליח נקשר גם הוא ליחידה הקטנה

42. רנ"א-מעביר נע לאורך הרנ"א השליח עד שהוא מגיע לקודון AUG. AUG הוא קודון ההתחלה

43. תת-היחידה הגדולה של הריבוזום מתחברת אל תת-היחידה הקטנה

44. רנ"א-מעביר חדש, שנושא את החומצה האמינית הבאה (aa), מתחבר לאתר A

45. נוצר הקשר הפפטידי הראשון(וניתק הקשר בין מתיונין לרנ"א-מעביר)

46. התארכותשלב 1 - אילו קשרים כימיים יש כאן?

47. התארכות - שלב 2

48. התארכות – שלב 3

49. וחוזר חלילה...שלב 1

50. שלב 2