FEHÉRJESZINTÉZIS: a transzláció mechanizmusa és a polipeptidlánc további sorsa. Gergely Pál 2009



Hasonló dokumentumok
FEHÉRJESZINTÉZIS: a transzláció mechanizmusa és a polipeptidlánc további sorsa. Bay Péter

DER (Felületén riboszómák találhatók) Feladata a biológiai fehérjeszintézis Riboszómák. Az endoplazmatikus membránrendszer. A kódszótár.

3. Sejtalkotó molekulák III.

Transzláció. Leolvasás - fehérjeszintézis

TRANSZLÁCIÓ és fehérje transzport Hogyan lesz a DNS-ben kódolt információból fehérje? A DNS felszínén az aminosavak sorba állnak?

Transzláció. Szintetikus folyamatok Energiájának 90%-a

A TRANSZLÁCIÓ Hogyan lesz a DNS-ben kódolt információból fehérje? A DNS felszínén az aminosavak sorba állnak?

transzláció DNS RNS Fehérje A fehérjék jelenléte nélkülözhetetlen minden sejt számára: enzimek, szerkezeti fehérjék, transzportfehérjék

A replikáció mechanizmusa

A fehérjék hierarchikus szerkezete

11. előadás: A génektől a fehérjékig A genetikai információ áramlása

A tananyag felépítése: A BIOLÓGIA ALAPJAI. I. Prokarióták és eukarióták. Az eukarióta sejt. Pécs Miklós: A biológia alapjai

3. Sejtalkotó molekulák III. Fehérjék, enzimműködés, fehérjeszintézis (transzkripció, transzláció, poszt szintetikus módosítások)

TRANSZPORTFOLYAMATOK 1b. Fehérjék. 1b. FEHÉRJÉK TRANSZPORTJA A MEMBRÁNONOKBA ÉS A SEJTSZERVECSKÉK BELSEJÉBE ÁLTALÁNOS

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék

EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

Szerk.: Vizkievicz András A DNS örökítő szerepét bizonyító kísérletek

Az aminosav anyagcsere orvosi vonatkozásai Csősz Éva

A sejtek élete. 5. Robotoló törpék és óriások Az aminosavak és fehérjék R C NH 2. C COOH 5.1. A fehérjeépítőaminosavak általános

CzB Élettan: a sejt

Fehérjebiotechnológia Emri, Tamás Csősz, Éva Tőzsér, József Szerkesztette Tőzsér, József, Debreceni Egyetem

MEDICINÁLIS ALAPISMERETEK AZ ÉLŐ SZERVEZETEK KÉMIAI ÉPÍTŐKÖVEI AZ AMINOSAVAK ÉS FEHÉRJÉK 1. kulcsszó cím: Aminosavak

A nukleinsavak polimer vegyületek. Mint polimerek, monomerekből épülnek fel, melyeket nukleotidoknak nevezünk.

Szerkesztette: Vizkievicz András

CIÓ A GENETIKAI INFORMÁCI A DNS REPLIKÁCI

Több oxigéntartalmú funkciós csoportot tartalmazó vegyületek

INFORMATIKA EMELT SZINT%

Riboszóma. Golgi. Molekuláris sejtbiológia

Élettan. előadás tárgykód: bf1c1b10 ELTE TTK, fizika BSc félév: 2015/2016., I. időpont: csütörtök, 8:15 9:45

Citrátkör, terminális oxidáció, oxidatív foszforiláció

Bioinformatika előad

A géntechnológia genetikai alapjai (I./3.)

Minta. EMELT SZINTŰ ÉRETTSÉGI MINTAFELADATSOR BIOLÓGIÁBÓL 240 perc 150 pont. I. Spórák és ivarsejtek 10 pont

Fehérje szintézis 2. TRANSZLÁCIÓ Molekuláris biológia kurzus 7. hét. Kun Lídia Genetikai, Sejt- és immunbiológiai Intézet

TAKARMÁNYOZÁSTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Name Sequences* Length (mer) NHT-1 attcgctgcctgcagggatccctattgatcaaagtgccaaacaccg 48

Semmelweis Egyetem / Élettani Intézet / Budapest. Bioinformatika és genomanalízis az orvostudományban. Szekvenciaelemzés. Cserző Miklós 2017

1b. Fehérje transzport



4. FEHÉRJÉK. 2. Vázanyagok. Az izmok alkotórésze (pl.: a miozin). Inak, izületek, csontok szerves komponensei, az ún. vázfehérjék (szkleroproteinek).

Molekuláris biológus M.Sc. Prokarióták élettana

A fehérjék harmadlagos vagy térszerkezete. Még a globuláris fehérjék térszerkezete is sokféle lehet.

A genetikai lelet értelmezése monogénes betegségekben

Nukleinsavak. Szerkezet, szintézis, funkció

A fehérjék szerkezete és az azt meghatározó kölcsönhatások

Antibiotikumok I. Selman Abraham Waksman

A fehérjék hierarchikus szerkezete

BIOLÓGIA VERSENY 10. osztály február 20.

9. előadás Sejtek közötti kommunikáció

3. Aminosavak gyártása

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Az endomembránrendszer részei.

MOLEKULÁRIS GENETIKA A DNS SZEREPÉNEK TISZTÁZÁSA

HORMONÁLIS SZABÁLYOZÁS

A sejtes szervezıdés elemei (sejtalkotók / sejtorganellumok)

15. Fehérjeszintézis: transzláció. Fehérje lebontás (proteolízis)

,:/ " \ OH OH OH / \ O / H / H HO-CH, O, CH CH - OH ,\ / "CH - ~(H CH,-OH \OH. ,-\ ce/luló z 5zer.~ezere

NUKLEINSAVAK. Nukleinsav: az élő szervezetek sejtmagvában és a citoplazmában található, az átöröklésben szerepet játszó, nagy molekulájú anyag

Nemzeti Akkreditáló Testület. SZŰKÍTETT RÉSZLETEZŐ OKIRAT (2) a NAT /2012 nyilvántartási számú akkreditált státuszhoz

AMINOSAVAK, FEHÉRJÉK

2011. október 11. Szabad János

Glükoproteinek (GP) ELŐADÁSVÁZLAT ORVOSTANHALLGATÓK RÉSZÉRE

A fehérjék hierarchikus szerkezete. Szerkezeti hierarchia. A fehérjék építőkövei az aminosavak. Fehérjék felosztása

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

A Ca 2+ szerepe a tormaperoxidáz enzim aktív szerkezetében. Szigeti Krisztián

DNS replikáció. DNS RNS Polipeptid Amino terminus. Karboxi terminus. Templát szál

A neuroendokrin jelátviteli rendszer

Azonosító jel: BIOLÓGIA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA október :00. Az írásbeli vizsga időtartama: 240 perc

1. előadás Membránok felépítése, mebrán raftok, caveolák jellemzője, funkciói

A nukleinsavak polimer vegyületek. Mint polimerek, monomerekből épülnek fel, melyeket nukleotidoknak nevezünk.

Génszerkezet és génfunkció

1. SEJT-, ÉS SZÖVETTAN. I. A sejt

A kémiai energia átalakítása a sejtekben

Dr. Ottó Szabolcs Országos Onkológiai Intézet

RNS-ek. 1. Az ősi RNS Világ: - az élet hajnalán. 2. Egy már ismert RNS Világ: - a fehérjeszintézis ben résztvevő RNS-ek

13. RNS szintézis és splicing

ANATÓMIA FITNESS AKADÉMIA

Kevéssé fejlett, sejthártya betüremkedésekből. Citoplazmában, cirkuláris DNS, hisztonok nincsenek

A TARTÁS- ÉS FEJÉSTECHNOLÓGIA HATÁSA A NYERS TEHÉNTEJ MIKROBIOLÓGIAI MINŐSÉGÉRE

Az enzimek katalitikus aktivitású fehérjék. Jellemzőik: bonyolult szerkezet, nagy molekulatömeg, kolloidális sajátságok, alakváltozás, polaritás.

Doktori értekezés. Kiss András László Témavezető: Polgár László professzor. 1. oldal

Immunológia. Hogyan működik az immunrendszer? password: immun

Vírusok I: általános

1. Tömegszámváltozás nélkül milyen részecskéket bocsáthatnak ki magukból a bomlékony atommagok?

Kollokviumi vizsgakérdések biokémiából humánkineziológia levelező (BSc) 2015

TRYPODENDRON FAJOK (Coleoptera, Curculionidae, Scolytinae) FILOGENETIKAI ÖSSZEHASONLÍTÁSA

A jelenleg jóváhagyott technológiák 95%-a ezt a három gazdaszervezetet használja: E. coli S. cerevisiae Chinese Hamster Ovary, CHO

Kereskedelmi forgalomban lévő rekombináns gyógyszerkészítmények

A basidiomycota élesztőgomba, a Filobasidium capsuligenum IFM törzse egy olyan

Penicillium notatum gomba tenyészet

A jel-molekulák útja változó hosszúságú lehet. A jelátvitel. hírvivő molekula (messenger) elektromos formában kódolt információ

TUMORELLENES ANTIBIOTIKUMOK

A biológiai mozgás molekuláris mechanizmusai

Biológia 3. zh. A gyenge sav típusú molekulák mozgása a szervezetben. Gyengesav transzport. A glükuronsavval konjugált molekulákat a vese kiválasztja.

Transzgénikus növények előállítása

A tejfehérje és a fehérjeellátás

A szénhidrátok lebomlása

A BAKTÉRIUMOK SZAPORODÁSA

Drogok és addikciók különböző kultúrákban

Átírás:

FEHÉRJESZINTÉZIS: a transzláció mechanizmusa és a polipeptidlánc további sorsa Gergely Pál 2009

Fehérjeszintézis és poszttranszlációs módosítások A kódszótár A riboszóma szerkezete A fehérjeszintézis (transzláció) lépései i. Iniciáció ii. Peptidkötés képződése; peptidil-transzferáz iii. Elongáció és termináció A fehérjeszintézis gátlószerei Antibiotikumok Az interferon antivirális hatása 2-5 A szintáz indukciója eif-2 kináz indukciója Poszttranszlációs módosítások A fehérjék irányítása (targeting)

A kódszótár 64 kodont (nukleotidhármast) tartalmaz (A, G, C, U) 4 3 = 64 A nukleotidok és az aminosavak 1:1 megfelelése esetén az mrns csak 4 aminosavat kódolhatna, míg 2:1 esetében 4 2 =16 aminosavat. Ez utóbbi sem elégséges a fehérjékben előforduló 20-féle aminosav beépítésére. A nukleotidhármast tartalmazó genetikai kód, amikor az mrns-ben lévő 4 különböző bázis mindegyike a kodonban 3 lehetséges helyen fordulhat elő pedig 4 3 =64 különböző kodont alakít ki. a fehérjeszintézis során mindegyik kodonnak van jelentése 19 aminosavat 60 kodon határoz meg AUG (metionin) a startkodon - a láncközi metionint is ez jelöli 3 stopkodon (nonsense kodon): UAA, UAG, UGA

A kódszótár UUU UUC UUA UUG CUU CUC CUA CUG AUU AUC AUA AUG GUU GUC GUA GUG UCU UCC UCA UCG CCU CCC CCA CCG ACU ACC ACA ACG GCU GCC GCA GCG UAU UAC UAA UAG CAU CAC CAA CAG AAU AAC AAA AAG GAU GAC GAA GAG UGU UGC UGA UGG CGU CGC CGA CGG AGU AGC AGA AGG GGU GGC GGA GGG Phe Leu Leu Val Ile Met Ser Pro Thr Ala Tyr Stop His Gln Asn Lys Asp Glu Cys Arg Ser Arg Gly Stop Trp

A kódszótár 64 kodont (nukleotidhármast) tartalmaz (A, G, C, U) 4 3 = 64 a fehérjeszintézis során mindegyik kodonnak van jelentése 19 aminosav (60 kodon) 3 stopkodon (nonsense kodon): UAA, UAG, UGA AUG (metionin) a startkodon (a láncközi metionint is ez jelöli) A Met és a Trp kivételével a többi aminosavat egynél több kodon határoz meg: a genetikai kód degenerált 5 aminosavat már az első két nukleotid meghatároz 3 aminosavnak (Arg, Leu és Ser) hat kodonja van

UUU UUC UUA UUG CUU CUC CUA CUG AUU AUC AUA AUG GUU GUC GUA GUG UCU UCC UCA UCG CCU CCC CCA CCG ACU ACC ACA ACG GCU GCC GCA GCG UAU UAC UAA UAG CAU CAC CAA CAG AAU AAC AAA AAG GAU GAC GAA GAG UGU UGC UGA UGG CGU CGC CGA CGG AGU AGC AGA AGG GGU GGC GGA GGG Phe Leu Leu Val Ile Met Ser Pro Thr Ala Tyr Stop His Gln Asn Lys Asp Glu Cys Arg Ser Arg Gly Stop Trp A kódszótár

A genetikai kód univerzális, néhány kivétel azonban ismert: az E. coliban az UGA szelenociszteint is kódol. A mitokondrium kódszótára is különbözik csekély mértékben.

Transzfer RNS: trns A trns az adapter szerepét látja el a fehérjeszintézisben: három jellegzetes hurok antikodon (7 nukleotidból áll) D-hurok (dihidrouridint tartalmaz) T-hurok (timidinpszeudouridin-citidin szekvencia) CCA-3 véghez kapcsolódik a szállított aminosav dihidrouridin: D pszeudouridin: Ψ

A trns szerkezete

Kodon antikodon kölcsönhatás

Kodon antikodon kölcsönhatás a kodon-antikodon kapcsolat komplementer a kodon 3. helyén lévő bázisa és az antikodon 1. helyén lévő bázisa közötti kapcsolat nem olyan szigorú: lötyögős ezért az adott trns több kodont is felismerhet (nem kell 61 trns) lötyögési szabályok C = G vagy I (inozin) A = U vagy I G = C vagy U U = A, G vagy I 3 trns Met 5 U A C A U G 5 mrns 3 trns Leu 3 5 egy trns Leu két leucin kodont is felismer G A U lötyögős bázis C U A 5 mrns G 3

Lötyögő bázispárok Inozin = Citidin Inozin = Adenozin Inozin = Uridin Guanozin = Uridin

A lötyögési szabályok figyelembevételével legalább 31 trns szükséges a 61 kodon felismeréséhez, ennek ellenére kb. 50 trns található a sejtek fehérjeszintetizáló készletében.

Az aminosavak aktiválása: aminoacil-trns-szintetázok aminoacil-trns-szintetázok kapcsolják az aminosavakat a trns molekulákhoz az mrns 20 különböző aminosavat kódolhat mindegyik aminosavnak specifikus aminoacil-trns-szintetáza van egyféle aminosavnak több adapter trns molekulája is lehet azonos aminosavat kódoló trns molekulákhoz ugyanaz a specifikus aminoacil-trns-szintetáz kapcsolja az aminosavat mindegyik aminoacil-trns-szintetázhoz kapcsolódik: a megfelelő aminosav ATP a megfelelő trns molekula vagy molekulák

R O aminosav trns ATP - = H 2 N-C-C-OH H - 3 R O adenilált (aktivált) aminosav PPi - = H 2 N-C-C-O-P-O-ribóz-adenin H - Aminosavak aktiválása: a trns feltöltése AMP R O H 2 N-C-C-O H - = - aminosav- trns (feltöltött trns)

ATP AMP Aminosavak aktiválása: a trns feltöltése Az aminoacil-trns-szintetázok a legnagyobb specificitású enzimek közé tartoznak. Ha téves aminosavat aktiválnak, akkor hidrolizálják a hibás kötést (második szubsztrát felismerő hely). Hatékonyság: kb. 1 hiba/10 4 aminosav. Példák az elnevezésre: fmet-trns fmet formil-metionil-trns fmet Ala-tRNS Ala alanil-trns Ala

Hírvivő RNS: mrns 5 sapka m 7 Gppp 5 -nemkódoló régió startkodon AUG kódoló régió 3 -nemkódoló régió UGA stopkodon AAUAAA (AAAA) n 3 poli(a) farok

Olvasási keret az AUG kodon jelzi az mrns-en a polipeptidlánc szintézisének startpontját. az olvasási keret a startkodon első nukleotidjától a stopkodonig tart....agagcgga.aug.gca.gag.ugg.cua.agc.aug.ucg.uga.ucgaauaaa... MET.ALA.GLU.TRP.LEU.SER.MET.SER frameshift - kereteltolódással járó mutáció (példánkban deléció)...agagcgga.aug.gca.ga.ugg.cua.agc.aug.ucg.uga.ucgaauaaa... az új olvasási keret hibás aminosavsorrendet eredményez...agagcgga.aug.gca.gau.ggc.uaa.gcaugucgugaucgaauaaa... MET.ALA.ASP.GLY stopkodon

A transzlációt befolyásoló mutációk hemoglobin Wayne (a 3 -terminális vég frameshift mutációja) Normális α-globin.acg.ucu.aaa.uac.cgu.uaa.gcu GGA GCC UCG GUA.THR.SER.LYS.TYR.ARG A kékkel jelölt U bázis deléciója miatt: stopkodon Wayne α-globin.acg.uca.aau.acc.guu.aag.cug.gag.ccu.cgg.uag.thr.ser.asn.thr.val.lys.leu.glu.pro.arg mutált régió stopkodon missense mutáció (pl. AGC Ser módosul AGA Arg) nonsense mutáció (pl. UGG Trp módosul UGA Stop) sense (továbbolvasó) mutáció (pl. UAA Stop módosul CAA Gln-ra a hemoglobin Constant Spring formában) néma mutációk (pl. CUA Leu változik CUG Leu) a transzlációt nem befolyásolják

A riboszómák: egy kisebb és egy nagyobb alegységből álló ribonukleoprotein részecskék prokarióta riboszóma 50S alegység 23S rrns 5S rrns 35 különböző fehérje 70S riboszóma 30S alegység 16S rrns 21 különböző fehérje eukarióta riboszóma 60S alegység 28S rrns 5S rrns 5.8S rrns 49 különböző fehérje 80S riboszóma 40S alegység 18S rrns 33 különböző fehérje

Poliszómák a transzláció 5 3 irányban folyik az mrns molekulán az aminosavmaradékok az N-terminálissal kezdődően épülnek be nagy riboszóma alegység szintetizálódó peptidlánc N N 5 AUG UGA A poliszómát az mrns-sel összefűzött riboszómák alkotják. kis riboszóma alegység az alegységek disszociálnak

A fehérjeszintézis iniciációja A startkodon (AUG) megtalálása: prokariótákban a Shine-Dalgarno szekvencia segítségével eukariótákban az első AUG felismerése (scanning) Riboszómák Kis alegység Nagy alegység Teljes méret prokarióták 30S 50S 70S 21 fehérje 35 fehérje 16S RNS 23S és 5S RNS eukarióták 40S 60S 80S (citoszol) 33 fehérje 18S RNS 49 fehérje 28S, 5.8S és 5S RNS

Iniciáció prokariótákban és eukariótákban a prokarióta mrns egyik belső AUG kodonjánál következik be az iniciáció az E. coli lac operonját egyetlen policisztronos mrns kódolja több iniciációs AUG kodonnal lac I P O lac Z lac Y lac A AUG AUG AUG AUG 5 SD AUG AUG SD AUG iniciációs kodon Shine-Dalgarno szekvenciával belső Met kodon Shine-Dalgarno szekvencia nélkül iniciációs kodon Shine-Dalgarno szekvenciával az iniciáció az első AUG kodonnál történik az eukariótákban 5 -sapka AUG AUG Az iniciációs első AUG az 5 -sapka után, downstream található A belső (downstream) Met kodonok nem lehetnek iniciációs helyek

Iniciáció prokariótákban A szintézis az N-terminális N-formil-metionin (fmet) beépítésével kezdődik. Az mrns olvasása 5 3 irányban. Iniciáció: IF-3 megakadályozza a két alegység idő előtti asszociációját IF-1 az A-helyet blokkolja IF-2 GTP komplex és az fmet-trns fmet kapcsolódik A kezdő AUG azonosítása a Shine-Dalgarno szekvenciával: az mrns-ben a kezdő AUG előtt kb. 10 nukleotidból álló purin-gazdag szekvencia van, amely bázispárokat alakít ki a riboszóma 16S rrns pirimidin-gazdag szekvenciájával A- és P-helyeket mindkét alegység meghatározza, az E hely teljesen az 50S alegységen van. Az első fmet-trns fmet kapcsolódását a kodon:antikodon (mrns) és a Shine-Dalgarno szekvencia (rrns) együttesen határozza meg.

Elongáció a prokariótákban Does not use ATP proofreading AA 2 Minden aminosav beépítéséhez 4 nagy energiájú kötés (122 kj/mol) fordítódik. A peptidkötés energiája csupán 21 kj/mol.

Termináció Prokariótákban három terminációs faktor van: RF 1 felismeri az UAG és UAA stopkodonokat. RF 2 felismeri az UGA és UAA stopkodonokat RF 3 a riboszóma szétesését segíti elő Eukariótákban egyetlen terminációs faktor (release factor: erf) van.

Eukarióta Prokarióta

A riboszóma szerkezete P-hely: peptidlánc-trns kötődése P P P PP P PP A Nagy alegység A-hely: aminoacil-trns kötődése 5 mrns Kis alegység A riboszóma két alegysége a kötött mrns és trns molekulákkal

A fehérjeszintézis iniciációja eukariótákban: az mrns kötődése eif-2 Met A trns met kötődik a kis alegységhez az eukarióta iniciációs faktor-2 (eif-2) segítségével 40S alegység A kis alegység a mrns 5 -sapka régiója utáni első AUG kodont felismeri (scanning) 5 -sapka AUG mrns

eif-2a A fehérjeszintézis iniciációja eukariótákban: részletek GTP Met GTP eif-2a Met Az eukarióta iniciációs faktor- 2a (eif-2a), a GTP és az inciátor Met-tRNS hármas komplexet alkot. eif-3 40S alegység Az eukarióta iniciációs faktor-3 (eif-3) gátolja a 40S és a 60S alegységek asszociációját: anti-asszociációs faktor. Az eukarióta iniciációs faktor-4 (eif-4a. 4f) megszünteti az mrns másodlagos szerkezetét és az mrns-t korrekt pozicióban a 40S alegységre helyezi: scanning folyamat az ATP energiájának felhasználásával. 5 -sapka AUG mrns

az AUG iniciációs kodon felismerése GTP hidrolizál GDP-vé eif-2a-gdp disszociál a komplexről (és több más molekula is ) a nagy riboszóma alegység kötődik 60S alegység eif-2a GDP M 5 AUG mrns 40S alegység

M A 5 AUG GCC mrns aminoacil-trns kötődik az A-helyhez M A létrejön az első peptidkötés 5 AUG GCC mrns az iniciáció befejeződik

A peptidkötés kialkulása P-hely NH 2 CH 3 -S-CH 2 -CH 2 -CH O=CC O A-hely NH 2 CH 3 -CH O=C O a peptidkötés kialakulását a peptidil-transzferáz katalizálja trns trns a peptidil-transzferáz aktivitás a prokarióta nagy alegység 23S rrns részén, ill. az eukarióta 28S rrns részén lokalizálható a peptidkötéshez szükséges energiát a trns feltöltésével az ATP szolgáltatja képződött peptid a P-helyről átkerül az A-helyre; az üres trns disszociál a P-helyről NH 2 CH 3 -S-CH 2 -CH 2 -CH O=C NH CH 3 -CH O=C OH O trns trns

Nagy riboszóma alegység 23S rrns (narancs és fehér) alkotja a peptidil-transzferáz egységet Adenin-2451 vesz részt a sav-bázis katalízisben Cech (2000) Science 289:878-879 Ban et al. (2000) Science 289:905-920 Nissen et al. (2000) Science 289:920-930

Elongáció P PP P P a peptidkötés kialakulása után a szabad trns disszociál a P-helyről UCA GCA GGG UAG EF-1 a riboszóma egy kodonnal továbbcsúszik az mrns-en, a peptid-trns átkerül az A-helyről a P-helyre; a transzlokációt az elongációs faktor EF-2 biztosítja EF-2 P P P P P A a következő aminoacil-trns kötődik az A-helyhez; ehhez szükséges az EF-1 elongációs faktor UCA GCA GGG UAG az elongációhoz szükséges energiát két GTP hidrolízise szolgáltatja: egyik a transzlokációt, másik az aminoacil-trns kötődését biztosítja.

Elongáció: részletek Három ismétlődő lépésből áll: 1. Az aminoacil-trns kötődik az A-helyhez, illeszkedve a kodonnak megfelelő pozícióba: - a folyamat GTP-t igényel (az EF-1α GTP-kötő fehérje) - a bekötés során a GTP hidrolizál, de a GDP kötve marad az EF-1 molekulán (EF-1α-GDP) - másik elongációs faktor (EF-1βγ) cseréli le a kötött GDP-t GTP-re (a GDP disszociációját elősegítő ún. exchange fehérje) 2. A P-helyen kötött peptidil-trns és az A-helyen kötött aminoaciltrns között létrejön a peptidkötés: - peptidil-transzferáz katalizálja - külön energiát nem igényel (ez már megtörtént a trns feltöltése során) 3. Transzlokáció: a riboszóma elgördül az mrns-en. - az üres trns legördül a P-helyről - az A-helyen megjelenik az új kodon - a folyamat GTP energiát igényel (EF-2-GTP EF-2-GDP)

Termináció RF P P P P P UCA GCA GGG UAG amikor a transzláció stopkodonhoz ér a terminációs (release) faktor (RF) felismeri a stopkodont és kötődik az A-helyhez P P P P P P P P UCA GCA GGG UAG az RF katalizálja az elkészült polipeptidlánc hidrolízisét a hordozó trns-ről; a riboszóma disszociál

Fehérjeszintézis a mitokondriumokban Eltér az eukarióta sejt citoszoljában lévő transzlációs berendezéstől és a prokarióta riboszómára emlékezetet. A transzláció a mitokondrium matrixban történik. A mitokondriális DNS 2 rrns-gént 22 trns-gént és 13 fehérjét kódol. A többi mitokondriális fehérjét a nukleáris DNS kódolja. Csak 22 trns van, több a kodon-antikodon lötyögés. Négy eltérés is van az univerzális genetikai kódszótárban, pl. az UGA stopkodon a mitokondriumban triptofánt jelent. Az arginin két kodonja (AGA és AGG) viszont a mitokondriumban stopkodonként szolgál. A mitokondriális mrns-nek nincs 5 -sapkája, de van 3 -poli-a-farok régiója.

Antibiotikumok és toxinok gátolják a transzlációt (fehérjeszintézist) A fehérjeszintézis mechanizmusában részt vevő komponensek működésének a gátlása az egyik igen gyakran használt fegyver a kórokozó baktériumok ellen. A módszer alapja, hogy a prokarióták és eukarióták ribiszómái és transzlációs faktorai (fehérjéi) különböznek egymástól és így bizonyos vegyületek gátolják a fertőzést okozó baktériumok transzlációját és ezzel szaporodásukat (bakteriosztatikus hatásúak), míg a gazdaszervezet sejtjeiben a fehérjeszintézist nem károsítják. Az antiobiotikumok bizonyos gombák által termelt vegyületek, illetve ezek szintetikus származékai.

A puromicin gátlása A puromicin kémiai szerkezete emlékeztet az aminosavat hordozó trns 3 -végére, ezért be tud kötni az A-helyre. Ezután a puromicin aminocsoportja hozzákötődik a P-helyen lévő peptidil-trns utolsó aminosavának karboxilcsoportjához. További akceptor helyet azonban a puromicin nem tartalmaz (a peptidkötések tovább nem jöhetnek létre), ezért a puromicinre végződő peptid disszociál a riboszómáról, korai láncterminációt okoz. A puromicin gátolja mind az eukarióták, mind a prokarióták transzlációját.

A tetraciklinek a prokarióta riboszóma kis alegységéhez kötődve az aminoacil-trns-ek bekötődését gátolják A klóramfenikol gátolja a prokarióta riboszóma nagy alegységének peptidil-transzferáz aktivitását A sztreptomicin gátolja az iniciációt és az mrns téves leolvasását okozza a prokariótákban A cikloheximid csak az eukariótákban gátolja a peptidil-trns transzferét a riboszóma nagy alegységén A diftéria exotoxin az eukarióta EF-2 ADPribozilációja révén inaktiválja a sejt fehérjeszintézisét A ricin inaktiválja a 60S eukarióta riboszóma alegységét

A fehérjeszintézis néhány gátlószere Antibiotikum Gátolt folyamat A gátlás helye Kaszugamicin iniciátor trns kötése 30S riboszóma Sztreptomicin iniciáció, elongáció 30S riboszóma Tetraciklin aminoacil-trns kötése A-hely Eritromicin peptidil-transzferáz 50S riboszóma Linkomicin peptidil-transzferáz 50S riboszóma Klindamicin peptidil-transzferáz 50S riboszóma Kloramfenikol peptidil-transzferáz 50S riboszóma Staphylococcus eritromicin rezisztenciája néhány Staphylococcus törzs plazmidja RNS-metiláz gént is tartalmaz a gén terméke az RNS-metiláz enzim átalakítja a 23S rrns egyik adenozin maradékát N 6 -dimetil-adenozinná pl. eritromicin (linkomicin vagy klindamicin) esetén ez az adenozin a gátlás helye az N 6 -dimetil-adenozin gátolja ezen antibiotikumok hatását azok a törzsek, amelyek pl. eritromicint termelnek saját RNS-metilázzal rendelkeznek, ezért rezisztensek a termelt antibiotikummal szemben

Az interferon hatása A sejt interferont termel a vírus RNS hatására vírus A sejt fertőződik a vírussal A sejt önmagát nem védi meg a vírus szaporodik Az interferon a környező sejtek receptoraihoz kötődve aktiválja azokat Ezek a sejtek antivirális fehérjéket szintetizálnak, A sejt elpusztul és a környező sejtekbe jut amely védelmet nyújt a vírus ellen

Antivirális fehérjék hatása inaktív endonukleáz ATP kettősszálú dsrns 2-5 A szintáz oligo 2-5 -adenilát (2-5 A) [-A-2 -p-5 -A-2 -p-5 A-] N az interferon elősegíti aktív endonukleáz: pl. a vírus mrns-t elbontja eif-2 aktív P eif-2 kináz eif-2 dsrns inaktív a fehérjeszintézis gátlódik pl. retikulocitákban a globin és hem szintézisének koordinációja

A transzláció utáni (poszttranszlációs) módosulások N-terminális és C-terminális módosulások a lánckezdő Met eltávolítása az eukarióta fehérjék 50%-a N-acetilált A szignálpeptid eltávolítása Aminosav-oldalláncok módosítása pl. Ser, Thr vagy Tyr oldalláncok foszforilációja, γ-karboxiglutamát kialakulása, Lys-oldallánc metilációja Diszulfid-hidak kialakulása Szénhidrát láncok hozzáadása Izoprenil- vagy más acilcsoportok kapcsolódása Prosztetikus csoportok hozzáadása Limitált proteolízis

A fehérjék sejtorganellumba irányítása: szekréció 3. Az SRP kapcsolódik az SRP-receptorhoz az ER membrán citoszol felőli oldalán, a szignálpeptidet egy pórushoz irányítja 2. A szignál felismerő részecske a (SRP) kötődik a szignálpeptidhez b : a transzláció szünetel SRP SRP-receptor ER lumen c citoszol 5 AUG 1. A transzláció a citoszolban indul A riboszómák kötődése a durva endoplazmás retikulum membránjához a szignál felismerő részecske (signal recognition particle:srp) fehérjéből és RNS-ből áll; kötődik a szignálpeptidhez, a riboszómához és az ER membrán SRP-receptorához b szignálpeptid kb. 10-40 aminsavból áll a fehérje N-terminális részén (nem mindig) és elsősorban hidrofób, apoláris aminosavakból áll c ER = durva endoplazmás retikulum (riboszómákat tartalmaz kötött formában)

4. A transzláció szünetel, a polipeptid az ER lumenjéhez kerül 5. A szignál-peptidáz, amelyik az ER lumenjében van, lehasítja a szignálpeptidet citoszol ER lumen szignál-peptidáz 5 6. AZ SRP felszabadul, újabb ciklusban vehet részt 7. A riboszóma kapcsolódik az ER membránhoz; a durva endoplazmás retikulumon poliszóma alakul ki

8. A transzláció folytatódik: a polipeptid az ER lumenjébe kerül 9. A transzláció befejeződik, a kész fehérje az ER-en belül tovább módosul a szekréció előtt ER lumen A kész fehérje módosítások után szekretálódik citoszol 5 UGA

Példák szekretált fehérjékre: polipeptid hormonok (pl. inzulin) albumin kollagén immunoglobulinok Az integráns membránfehérjék is hasonló mechanizmussal szintetizálódnak: részlegesen szekretált fehérjéknek tekinthetőek Példák integráns membránfehérjékre: polipeptid hormonreceptorok (pl. az inzulinreceptor) transzport fehérjék ioncsatornák citoszkeletont horgonyzó fehérjék (pl. band-3) Ajánlott irodalom Orvosi biokémia (Ádám Veronika szerk.) 2. kiadás, 2002, pp. 386-399.