Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

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

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Translace (druhý krok genové exprese: Od RNA k proteinu) Milada Teplá, Helena Klímová KUDCH, PřF UK v Praze 2013."— Transkript prezentace:

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

3 Dohromady lze vytvořit 64 (4 3 ) 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. Genetický kód A U G U U G C A C A G U C C G A G A U U G U G C A A C C C G G U A A G A kodon mRNA 5' 3'

4 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 U G U U G C A C A G U C C G A G A A U G U U G C A C A G U C C G A G A 5' 3' 5' 3' 5' 3' A U G U U G C A C A G U C C G A G A mRNA A C A Thr Gln Ser Val Lys Ala Stop kodon Leu Ser ArgPro Cys Gln Gly Leu Genetický kód

5 Druhý nukleotid UCAG První nukleotid U UUU fenyalaninUCU serinUAU tyrosinUGU cysteinU Třetí nukleotid UUC fenyalaninUCC serinUAC tyrosinUGC cysteinC UUA leucinUCA serinUAA stop kodon UGA stop kodon (selenocystein) UGG tryptofan A UUG leucinUCG serinUAG stop kodonG 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 Genetický kód – všech 64 možných kombinací

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

8 Antikodon jsou tři nukleotidy komplementární ke kodonu v mRNA Na 3'-konec (vždy končí sekvencí CCA) je navázána aminokyselina Aminoacyl-tRNA

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

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

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

12 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. ACC Aminoacyl-tRNA-synthetasa ACC ATP AMP + 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

13 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-místo P-místoA-místo Velká ribosomální jednotka Malá ribosomální jednotka P A E Vazebné místo pro mRNA Ribosom se pohybuje podél mRNA, překládá sekvenci mRNA do aminokyselinové sekvence za použití tRNA.

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

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

16 E P A E P A Met AUG Po rozpoznání iniciačního kodonu se připojí velká ribosomální podjednotka. AUG Iniciační tRNA se váže do P-místa, prodlužování řetězce může ihned začít navázáním druhé tRNA s aminokyselinou do A-místa. mRNA 5' 3' Velká ribosomální podjednotka 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.

17 E P A Met AUG mRNA 5' 3' aa 2 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. 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.

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

19 V dalším kroku dochází ke vzniku peptidové vazby mezi methioninem a přicházející aminokyselinou (aa 2 ). Ribosom se posune o 3 nukleotidy podél mRNA. EPA 5' 3' mRNA AUG Met aa 2 Iniciace translace tRNA bez navázané aminokyseliny se uvolní z E-místa a tRNA z A-místa se přenese do P-místa.

20 EPA 5' 3' Neustále opakován tříkrokový cyklus: První krok: aminoacyl-tRNA je navázána do A-místa. aa 3 aa 2 aa 1 NH 2 mRNA aa 4 Elongace translace

21 EPA 5' 3' mRNA aa 3 aa 2 aa 1 NH 2 aa 4 Elongace translace Neustále opakován tříkrokový cyklus: První krok: aminoacyl-tRNA je navázána do A-místa. Druhý krok: vznik peptidové vazby.

22 EPA 5' 3' mRNA aa 3 aa 2 aa 1 NH 2 aa 4 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.

23 EPA 5' 3' mRNA aa 3 aa 2 aa 1 NH 2 aa 4 aa 5 Elongace translace První krok Druhý krok 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. - aminoacyl-tRNA je navázána do A-místa. - vznik peptidové vazby.

24 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. Elongace translace

25 EPA aa 5 aa 4 aa 3 aa 2 aa 1 NH 2 Konec proteinu je signalizován přítomností stop kodonu (UAA, UAG nebo UGA). 5' 3' mRNA UAA 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 Terminace translace

26 EPA 3' mRNA 5' H2OH2O Protein se uvolňuje do cytoplasmy. 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 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

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

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


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

Podobné prezentace


Reklamy Google