Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

PROTEOSYNTEZA. Druhý nukleotid UCAG První nukleotid U UUU fenyalaninUCU serinUAU tyrosinUGU cysteinU Třetí nukleotid UUC fenyalaninUCC serinUAC tyrosinUGC.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "PROTEOSYNTEZA. Druhý nukleotid UCAG První nukleotid U UUU fenyalaninUCU serinUAU tyrosinUGU cysteinU Třetí nukleotid UUC fenyalaninUCC serinUAC tyrosinUGC."— Transkript prezentace:

1 PROTEOSYNTEZA

2 Druhý nukleotid UCAG První nukleotid U UUU fenyalaninUCU serinUAU tyrosinUGU cysteinU Třetí nukleotid UUC fenyalaninUCC serinUAC tyrosinUGC cysteinC UUA leucinUCA serinUAA stop kodonUGA stop kodonA UUG leucinUCG serinUAG stop kodonUGG tryptofanG C CUU leucinCCU prolinCAU histidinCGU argininU CUC leucinCCC prolinCAC histidinCGC argininC CUA leucinCCA prolinCAA glutaminCGA argininA CUG leucinCCG prolinCAG glutaminCGG argininG A AUU isoleucinACU threoninAAU asparaginAGU serinU AUC isoleucinACC threoninAAC asparaginAGC serinC AUA isoleucinACA threoninAAA lysinAGA argininA AUG methioninACG threoninAAG lysinAGG argininG G GUU valinGCU alaninGAU kyselina asparagováGGU glycinU GUC valinGCC alaninGAC kyselina asparagováGGC glycinC GUA valinGCA alaninGAA kyselina glutamováGGA glycinA GUG valinGCG alaninGAG kyselina glutamováGGG glycinG Iniciační kodon Terminační kodony Ze 64 možných tripletů: 61 určuje aminokyseliny + 3 určují terminaci translace

3 tRNA Kodony v mRNA nerozpoznávají přímo aminokyseliny, které specifikují. Translace mRNA do proteinu závisí na tRNA (transferová RNA), která je schopna jednou částí molekuly rozpoznat a spárovat se s kodonem v mRNA a jinou částí vázat aminokyselinu. Obr. 1. Struktura tRNA Touto částí váže příslušné aminokyseliny Touto částí se páruje s kodonem v mRNA

4 Obr. 1. Struktura tRNA Jedna z částí tRNA se nazývá antikodon, což jsou tři nukleotidy komplementární ke kodonu v mRNA. Další důležitou oblastí je 3'-konec (vždy končí sekvencí CCA), na který je navázána příslušná aminokyselina. Struktura tRNA 3'-konec tRNA

5 Molekuly tRNA jsou všechny přibližně 80 nukleotidů dlouhé. Jejich struktura připomíná jetelový lístek, který podléhá ještě dalšímu sbalení a vytváří konečnou strukturu ve tvaru písmene L. Struktura jetelového listu Skutečný L-tvar tRNA Obr. 2. L-tvar tRNA Struktura tRNA

6 Aminoacyl-tRNA-synthetasa Rozpoznání a připojení správné aminokyseliny je funkcí enzymů nazývaných aminoacyl-tRNA-synthetasy. Obr. 3. Aminoacyl-tRNA-synthetasa Aminoacyl-tRNA-synthetasa ACC Aminokyselina (Tryptofan) tRNA

7 Reakce katalyzovaná aminoacyl-tRNA-synthetasou vyžaduje dodání energie hydrolýzou ATP. ACC Aminoacyl-tRNA-synthetasa Aminokyselina (Tryptofan) ACC ATPAMP + 2P i Vazba aminokyseliny k tRNA Obr. 3. Aminoacyl-tRNA-synthetasa tRNA Aminoacyl-tRNA-synthetasa

8 Při této reakci vzniká vysokoenergetická (makroergická) „vazba“ mezi tRNA a aminokyselinou. Tato energie je později využita pro tvorbu kovalentní vazby mezi rostoucím polypeptidovým řetězcem a nově navázanou aminokyselinou. Obr. 3. Aminoacyl-tRNA-synthetasa ACC Aminoacyl-tRNA-synthetasa ACC ATPAMP + 2P i Vazba aminokyseliny k tRNA Makroergická vazba Aminokyselina (Tryptofan) ACC UGG Vazba kodonu k antikodonu Párování bází mRNA 5'5' 3'3' tRNA Aminoacyl-tRNA-synthetasa

9 9 Ribozomy prokaryot a eukaryot Velikosti ribozomů se často vyjadřují podle rychlosti sedimentace (Svedbergovy jednotky "S"). Prokaryota: velikost 70S (20 x 25 nm) malá podjednotka 30S: rRNA 16S + 21 polypeptidů velká podjednotka 50S: rRNA 5S a 23S + 31 polypeptidů Eukaryota: obvyklá velikost 80S (určitá mezidruhová variabilita) v mitochondriích a chloroplastech 60S malá podjednotka 40S: rRNA 18S + 33 polypeptidů velká podjednotka 60S: rRNA 5S, 5.8S, 28S + 49 polypeptidů

10 Ribosom obsahuje čtyři vazebná místa pro molekuly RNA: jedno pro mRNA a tři pro tRNA (E-místo, A-místo, P-místo). Malá podjednotka zodpovídá za nasednutí tRNA na kodon mRNA. Velká podjednotka katalyzuje vznik peptidové vazby mezi aminokyselinou a polypeptidovým řetězcem. Translace probíhá na ribosomech E-místoP-místoA-místo Velká ribosomální jednotka Malá ribosomální jednotka P A E Vazebné místo pro mRNA Obr. 4. Model Ribosomu A (aminoacylové): váže aminoacyl-tRNA P (peptidylové): váže tRNA, ke které je připojen rostoucí polypeptidový řetězec E (místo exitu): váže tRNA zbavenou AK před opuštěním ribozomu

11 Ribosom se pohybuje podél mRNA, překládá nukleotidovou sekvenci do aminokyselinové za použití tRNA a po dosyntetizování proteinu se obě jednotky opět oddělí. Obě podjednotky se spojují na molekule mRNA obvykle blízko jejího 5'-konce a zahajují syntézu proteinu. E-místoP-místoA-místo Velká ribosomální jednotka Malá ribosomální jednotka Vazebné místo pro mRNA P A E Obr. 4. Model Ribosomu Translace probíhá na ribosomech

12 Translace začíná na iniciačním kodonu AUG a pro iniciaci je třeba iniciační tRNA, která má na sobě vázaný methionin (u bakterií formyl-methionin). iniciační tRNA, která má na sobě vázaný methionin U eukaryot je iniciační tRNA s navázaným methioninem připojená k malé ribosomální jednotce za asistence několika tzv. iniciačních faktorů. Malá ribosomální podjednotka mRNA 5' 3' AUG Iniciace translace Obr. 5. Iniciace translace Met

13 Po navázání iniciační tRNA se malá podjednotka váže na 5'-konec mRNA a začne se pohybovat podél mRNA ve směru 5' → 3' a hledat první kodon AUG, který je rozpoznán antikodonem iniciační tRNA. AUG mRNA 5' 3' Obr. 5. Iniciace translace Iniciace translace

14 E P A E P A Met AUG Po navázání iniciační tRNA se malá podjednotka váže na 5'-konec mRNA a začne se pohybovat podél mRNA ve směru 5' → 3' a hledat první kodon AUG, který je rozpoznán antikodonem iniciační tRNA. Po rozpoznání iniciačního kodonu se od malé ribosomální podjednotky odpoutá několik iniciačních faktorů, což umožní připojení velké ribosomální podjednotky. AUG Iniciační tRNA se váže rovnou do P-místa, proto prodlužování řetězce může ihned začít navázáním druhé tRNA s aminokyselinou do A-místa. mRNA 5' 3' Velká ribosomální podjednotka Iniciace translace Obr. 5. Iniciace translace

15 Po navázání iniciační tRNA se malá podjednotka váže na 5'-konec mRNA a začne se pohybovat podél mRNA ve směru 5' → 3' a hledat první kodon AUG, který je rozpoznán antikodonem iniciační tRNA. Po rozpoznání iniciačního kodonu se od malé ribosomální podjednotky odpoutá několik iniciačních faktorů, což umožní připojení velké ribosomální podjednotky. Iniciační tRNA se váže rovnou do P-místa, proto prodlužování řetězce může ihned začít navázáním druhé tRNA s aminokyselinou do A-místa. Obr. 5. Iniciace translace Iniciace translace E P A Met AUG mRNA 5' 3' aa 2

16 EPA 5' 3' mRNA AUG Iniciace translace Metaa 2 V dalším kroku dochází ke vzniku peptidové vazby mezi methioninem a přicházející aminokyselinou (aa 2 ). Obr. 5. Iniciace translace

17 Iniciace translace V dalším kroku dochází ke vzniku peptidové vazby mezi methioninem a přicházející aminokyselinou (aa 2 ). 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. EPA 5' 3' mRNA AUG Met aa 2 Obr. 5. Iniciace translace

18 EPA 5' 3' Při proteosyntéze je neustále opakován tříkrokový cyklus: V prvním kroku je aminoacyl-tRNA navázána do A-místa. aa 3 aa 2 aa 1 NH 2 mRNA aa 4 Elongace translace (prodlužování řetězce) Obr. 6. Elongace translace

19 EPA Při proteosyntéze je neustále opakován tříkrokový cyklus: V prvním kroku je aminoacyl-tRNA navázána do A-místa. Ve druhém kroku dochází ke vzniku peptidové vazby mezi prodlužujícím se řetězcem a přicházející aminokyselinou. 5' 3' mRNA aa 3 aa 2 aa 1 NH 2 aa 4 Obr. 6. Elongace translace Elongace translace (prodlužování řetězce)

20 EPA Při proteosyntéze je neustále opakován tříkrokový cyklus: V prvním kroku je aminoacyl-tRNA navázána do A-místa. Ve druhém kroku dochází ke vzniku peptidové vazby mezi prodlužujícím se řetězcem a přicházející aminokyselinou. Ve třetím kroku se ribosom 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. 5' 3' mRNA aa 3 aa 2 aa 1 NH 2 aa 4 Obr. 6. Elongace translace Elongace translace (prodlužování řetězce)

21 EPA 5' 3' mRNA Obr. 6. Elongace translace aa 3 aa 2 aa 1 NH 2 aa 4 aa 5 Vazba tRNA s připojenou aminokyselinou do volného A-místa (1. krok elongace). aa 5 Vznik peptidové vazby (2. krok elongace). Posun chromosomu a uvolnění volné tRNA (3. krok elongace).

22 mRNA je překládána ve směru 5' → 3' a nejprve vzniká N-konec proteinu. Celý cyklus všech tří kroků je opakován při každém předávání nové aminokyseliny do polypeptidového řetězce, dokud ribosom nenarazí na stop-kodon. Polypeptidový řetězec roste směrem od N- konce k C-konci. Obr. 7. Elongace translace (Schéma) Elongace translace (prodlužování řetězce)

23 EPA aa 5 aa 4 aa 3 aa 2 aa 1 NH 2 Konec proteinu je signalizován přítomností jednoho ze tří terminačních neboli stop kodonů (UAA, UAG nebo UGA). 5' 3' mRNA UAA Těmto kodonům není přiřazená žádná aminokyselina. Místo tRNA se na stop kodon v A-místě vážou tzv. terminační faktory, které mění aktivitu peptidyltransferasy tak, že místo aminokyseliny použije molekulu vody pro uvolnění karboxylového konce hotového polypeptidového řetězce z tRNA v P-místě. Uvolňovací faktor Terminace translace Obr. 8. Terminace translace

24 EPA 3' mRNA Konec proteinu je signalizován přítomností jednoho ze tří terminačních neboli stop kodonů (UAA, UAG nebo UGA). Těmto kodonům není přiřazená žádná aminokyselina. Místo tRNA se na stop kodon v A-místě vážou tzv. terminační faktory, které mění aktivitu peptidyltransferasy tak, že místo aminokyseliny použije molekulu vody pro uvolnění karboxylového konce hotového polypeptidového řetězce z tRNA v P-místě. 5' H2OH2O Protein se uvolňuje do cytoplasmy. Obr. 8. Terminace translace Terminace translace UAA NH 2 aa 5 aa 4 aa 3 aa 2 aa 1 NH 2 aa 5 aa 4 aa 3 aa 2 aa 1 COOH

25 E P A 3' mRNA 5' UAA Po skončení proteosyntézy je mRNA odpojena od ribosomu a dojde k disociaci obou podjednotek ribosomu, které se mohou navázat na jinou molekulu mRNA a začít novou transkripci. Obr. 8. Terminace translace Terminace translace

26 Obr. 9. Iniciace, elongace, a terminace translace EPA 5'3' aa AUG 5'3' mRNA Malá ribosomální podjednotka s navázanými iniciačními faktory AUG 3' Vazba na mRNA AUG 5'3' mRNA AUG 3' Met aa Velká ribosomální podjednotka Aminoacyl- tRNA Vznik peptidové vazby 5' Met EPA EPA AUG EPA EPA EPA EPA aa 5 aa 4 aa 3 aa 2 aa 1 NH 2 5'3' UAA aa 5 aa 4 aa 3 aa 2 aa 1 NH 2 5'3' UAA 5'3' NH 2 aa 5 aa 4 aa 3 aa 2 aa 1 COOH Uvolňovací faktor 5'3' 5'3' UAA aa 5 aa 4 aa 3 aa 2 aa 1 NH 2 H2OH2O E P A


Stáhnout ppt "PROTEOSYNTEZA. Druhý nukleotid UCAG První nukleotid U UUU fenyalaninUCU serinUAU tyrosinUGU cysteinU Třetí nukleotid UUC fenyalaninUCC serinUAC tyrosinUGC."

Podobné prezentace


Reklamy Google