1 / 28

Translace (druhý krok genové exprese: Od RNA k proteinu)

Translace (druhý krok genové exprese: Od RNA k proteinu). Milada Teplá, Helena Klímová KUDCH, PřF UK v Praze 2013. Genetický kód a kodon. kodon. G. G. C. G. A. U. C. A. U. C. U. G. G. A. A. U. A. C. G. G. C. G. A. U. C. A. U. C. U. G. G. A. A. U. A. C.

nubia
Download Presentation

Translace (druhý krok genové exprese: Od RNA k proteinu)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Translace(druhý krok genové exprese: Od RNA k proteinu) Milada Teplá, Helena Klímová KUDCH, PřF UK v Praze 2013

  2. Genetický kód a kodon kodon G G C G A U C A U C U G G A A U A C G G C G A U C A U C U G G A A U A C Z funkční mRNA je informace použita pro syntézu proteinu. Genetický kód: pravidla, kterými se řídí přenos z DNA do aminokyselinové sekvence (prostřednictvím mRNA). V genetickém kódu platí konvence, že 5'-konec mRNA je zapisován vlevo! Sekvence nukleotidů mRNA je čtena po trojicích – po kodonech. mRNA 3' 5'

  3. kodon G G C G A U C A U C U G G A A U A C G G C G A U C A U C U G G A A U A C Genetický kód • Dohromady lze vytvořit 64 (43) kombinací trojic nukleotidů: • některé aminokyselině přísluší i několik tripletů • (např. CCU, CCA, CCG, CCC je pro prolin) • jednomu tripletu přísluší nanejvýš jedna aminokyselina. Genetický kód je téměř univerzální pro všechny organismy. mRNA 3' 5'

  4. Ala Lys Val Stop kodon Thr Val G G C G A U C A U C U G G mRNA A A U A C Gln Arg Pro Leu Ser Ser Gly Leu Cys Gln G G C G A U C A U C U G G A A U A C G G C G A U C A U C U G G A A U A C Genetický kód V principu může být mRNA překládána ve všech třech čtecích rámcích podle toho, u kterého nukleotidu translace začne. Avšak jen v jednom čtecím rámci vzniká požadovaný protein. A 3' 5' C mRNA 3' 5' A mRNA 3' 5'

  5. Genetický kód – všech 64 možných kombinací Terminační kodony Terminační kodony Terminační kodony Iniciační kodon

  6. tRNA Kodony v mRNA nerozpoznávají přímo aminokyseliny, které specifikují. Translace mRNA do proteinu závisí na tRNA, která se spáruje s kodonem v mRNA. Na tRNA je navázána aminokyselina (aminoacyl-tRNA). Touto částí váže příslušné aminokyseliny Touto částí se páruje s kodonem v mRNA

  7. Aminoacyl-tRNA Na 3'-konec (vždy končí sekvencí CCA) je navázána aminokyselina Antikodonjsou tři nukleotidy komplementární ke kodonu v mRNA

  8. Struktura aminoacyl-tRNA přibližně 80 nukleotidů dlouhé Skutečný L-tvar tRNA Struktura jetelového listu

  9. Aminoacyl-tRNA-synthetasa Aminokyselina (Tryptofan) A C C - enzym, rozpozná a připojí správnou aminokyselinu k tRNA Kodon pro tryptofan je UGG – antikodon je ACC tRNA Aminoacyl-tRNA-synthetasa

  10. ATP AMP + 2Pi A A C C C C Vazba aminokyseliny k tRNA Aminoacyl-tRNA-synthetasa Reakce katalyzovaná aminoacyl-tRNA-synthetasou vyžaduje dodání energie hydrolýzou ATP. Aminokyselina (Tryptofan) tRNA Aminoacyl-tRNA-synthetasa

  11. Aminokyselina (Tryptofan) Makroergická vazba tRNA ATP AMP + 2Pi A A C C C C U A C G C G Vazba aminokyseliny k tRNA Vazba kodonu k antikodonu Párování bází 3' 5' Aminoacyl-tRNA-synthetasa mRNA Aminoacyl-tRNA-synthetasa Při této reakci vzniká vysokoenergetická vazba mezi tRNA a AMK. Energie je využita pro tvorbu kovalentní vazby mezi rostoucím polypeptidovým řetězcem a nově navázanou aminokyselinou.

  12. Translace probíhá na ribosomech A E P E-místo P-místo A-místo Velká ribosomální jednotka Vazebné místo pro mRNA Malá ribosomální jednotka Malá podjednotka zodpovídá za nasednutí tRNA na kodon mRNA. Velká podjednotka katalyzuje vznik peptidové vazby mezi aminokyselinou a polypeptidovým řetězcem. Ribosom se pohybuje podél mRNA, překládá sekvenci mRNA do aminokyselinové sekvence za použití tRNA.

  13. Iniciace translace Met 5' 3' mRNA Začátek na iniciačním kodonuAUG Pro iniciaci je třeba iniciační tRNA, s navázaným methioninem (u bakterií formyl-methionin). iniciační tRNAs Met U eukaryot: iniciační tRNA je připojená k malé ribosomální jednotce. Malá ribosomální podjednotka AUG

  14. Met 5' 3' mRNA Iniciace translace malá podjednotka se váže na 5'-konec mRNA pohybuje se ve směru 5' → 3' a hledá kodon AUG, který je rozpoznán antikodonem iniciační tRNA. AUG

  15. Met Met E E P P A A 5' 3' mRNA Iniciace translace malá podjednotka se váže na 5'-konec mRNA pohybuje se ve směru 5' → 3' a hledá kodon AUG, který je rozpoznán antikodonem iniciační tRNA. Po rozpoznání iniciačního kodonu se připojí velká ribosomální podjednotka. Velká ribosomální podjednotka Iniciační tRNA se váže do P-místa, prodlužování řetězce může ihned začít navázáním druhé tRNA s aminokyselinou do A-místa. AUG AUG AUG

  16. Met E P A aa2 AUG 5' 3' mRNA Iniciace translace malá podjednotka se váže na 5'-konec mRNA pohybuje se ve směru 5' → 3' a hledá kodon AUG, který je rozpoznán antikodonem iniciační tRNA. Po rozpoznání iniciačního kodonu se připojí velká ribosomální podjednotka. Iniciační tRNA se váže do P-místa, prodlužování řetězce může ihned začít navázáním druhé tRNA s aminokyselinou do A-místa.

  17. E P A Iniciace translace V dalším kroku dochází ke vzniku peptidové vazby mezi methioninem a přicházející aminokyselinou (aa2). Met aa2 5' 3' AUG mRNA

  18. E P A Iniciace translace V dalším kroku dochází ke vzniku peptidové vazby mezi methioninem a přicházející aminokyselinou (aa2). Ribosom se posune o 3 nukleotidy podél mRNA. tRNA bez navázané aminokyseliny se uvolní z E-místa a tRNA z A-místa se přenese do P-místa. Met aa2 5' 3' AUG mRNA

  19. E P A aa4 Elongace translace Neustále opakován tříkrokový cyklus: • První krok: aminoacyl-tRNA je navázána do A-místa. aa1 NH2 aa2 aa3 5' 3' mRNA

  20. E P A aa1 NH2 aa2 aa3 Elongace translace Neustále opakován tříkrokový cyklus: • První krok: aminoacyl-tRNA je navázána do A-místa. • Druhý krok: vznik peptidové vazby. aa4 5' 3' mRNA

  21. E P A aa1 NH2 aa2 aa3 Elongace translace Neustále opakován tříkrokový cyklus: • První krok • Druhý krok • Třetí krok • - aminoacyl-tRNA je navázána do A-místa. • -vznik peptidové vazby. • - ribosom se posune o 3 nukleotidy. • - tRNA bez navázané AMK se uvolní z E-místa. • - tRNA z A-místa se přenese do P-místa. aa4 5' 3' mRNA

  22. E P A aa5 aa5 aa1 NH2 aa2 aa3 aa4 Elongace translace • První krok - aminoacyl-tRNA je navázána do A-místa. • Druhý krok • -vznik peptidové vazby. • Třetí krok • - ribosom se posune o 3 nukleotidy. • - tRNA bez navázané AMK se uvolní z E-místa. • - tRNA z A-místa se přenese do P-místa. 5' 3' mRNA

  23. Rostoucí peptidový řetězec NH2 aa1 aa2 aa3 5' mRNA 3' NH2 aa1 aa2 aa3 aa4 5' mRNA 3' NH2 aa1 aa2 aa3 Posun o tři nukleotidy E E E E E P P P P P A A A A A aa4 5' mRNA 3' aa5 aa4 NH2 aa1 aa2 aa3 aa4 5' mRNA 3' NH2 aa1 aa2 aa3 aa4 aa5 tRNA 5' mRNA 3' Elongace translace mRNA je překládána ve směru 5'→3' nejprve vzniká N-konec proteinu(polypeptidový řetězec roste směrem od N-konce k C-konci). Celý cyklus všech tří kroků je opakován dokud ribosom nenarazí na stop-kodon.

  24. E P A Terminace translace Konec proteinu je signalizován přítomností stop kodonu (UAA, UAG nebo UGA). • do A-místa se váže uvolňovací faktor • místo AMK se váže molekula vody • uvolní se C-konec polypeptidového řetězce z tRNA v P-místě Uvolňovací faktor NH2 aa1 aa3 aa2 aa4 aa5 5' 3' UAA mRNA

  25. E P A NH2 NH2 aa1 aa1 aa3 aa3 aa2 aa2 aa4 aa5 aa4 aa5 COOH Terminace translace Konec proteinu je signalizován přítomností stop kodonu (UAA, UAG nebo UGA). • do A-místa se váže uvolňovací faktor • místo AMK se váže molekula vody • uvolní se C-konec polypeptidového řetězce z tRNA v P-místě H2O Protein se uvolňuje do cytoplasmy. 5' 3' mRNA UAA

  26. E P A Terminace translace • mRNA se odpojí od ribosomu • dojde k disociaci obou podjednotek ribosomu 5' 3' UAA mRNA

  27. Použitá literatura ALBERTS, B. a kol. Základy buněčné biologie. Ústí nad Labem: Espero Publishing, 1997. NEČAS, O. a kol. Obecná biologie pro lékařské fakulty. Jinočany: Nakladateství H&H, 2000. KUBIŠTA, V. Buněčné základy životních dějů. Praha: Scientia, 1998. Obrázky: Milada Teplá (v MS powerpoint, Adobe flash)

More Related