5 fasi principali della sintesi proteica (spiegate con lo schema)
Alcuni degli stadi principali della sintesi proteica sono: (a) attivazione di aminoacidi, (b) trasferimento di amminoacido in tRNA, (c) inizio della catena polipeptidica, (d) terminazione della catena, (e) traslocazione proteica
Ci sono cinque fasi principali nella sintesi proteica, ognuna delle quali richiede un numero di componenti in E. coli e altri procarioti.
La sintesi proteica nelle cellule eucariotiche segue lo stesso schema con alcune differenze.
I passi principali sono:
(a) Attivazione di amminoacidi:
Questa reazione è causata dal legame di un amminoacido con ATP. Il passaggio richiede enzimi chiamati sintetasi di RNA amino acyI. A causa di questa reazione, l'amminoacido (AA) e l'adenosina trifosfato (ATP), mediato dall'enzima superiore, aminoacilico - AMP - si forma un complesso enzimatico (figura 6.40).
AA + enzima ATP -AA - AMP - complesso enzimatico + PP
Va notato che le sintetasi dell'amminoacile RNA sono specifiche con vari amminoacidi.
(b) Trasferimento di amminoacido nel tRNA:
Il complesso di enzimi AA - AMP formato reagisce con tRNA specifico. Quindi l'amminoacido viene trasferito al tRNA. Di conseguenza l'enzima e l'AMP sono liberati.
AA - AMP - Complesso enzimatico + tRNA- AA - tRNA + enzima AMP
(c) Inizio della catena polipeptidica:
Il tRNA caricato si sposta sul ribosoma (Fig. 6.41). Il ribosoma è costituito da RNA strutturali e 80 diverse proteine. Il ribosoma è il sito in cui si verifica la sintesi proteica. L'mRNA si lega alla subunità SOS del ribosoma del tipo 70S.
È già stato discusso che i ribosomi sono costituiti da un rRNA (RNA ribosomiale) e da proteine. Il ribosoma agisce anche da catalizzatore (23sRNA nei batteri è l'enzima-ribozima) per la formazione del legame peptidico. I ribosomi sono costituiti da due subimpi, uno più grande e uno più piccolo.
Le informazioni per la sequenza di amminoacidi sono presenti nella sequenza delle basi azotate di mRNA. Ogni amminoacido è codificato per una parola di tre lettere di acido nucleico. L'inizio della catena polipeptidica nei procarioti è sempre causato dall'aminoacido metionina che è regolarmente codificato dal codone AUG ma raramente anche dal GUG (per la valina) come anche iniziando il codone. Nei procarioti, la formulazione dell'inizio dell'amminoacido metionina è un requisito essenziale.
I ribosomi hanno due siti per l'associazione dell'ammino-acil-tRNA.
(io) Amino-acile o A sito (sito accettore).
(Ii) Sito peptidilico o sito P (sito donatore). Ogni sito è composto da parti specifiche delle sottounità SOS e 30S. L'inizio di formilmetionina tRNA cioè (AA, f Met tRNA) può legarsi solo con il sito P (Fig. 6.41).
Tuttavia, è un'eccezione. Tutti gli altri amino-acil-tRNA di nuova venuta (AA 2, AA 3 - tRNA) si legano a un sito. Quindi, il sito P è il sito da cui svuota le foglie di tRNA e a cui il peptidile in crescita diventa legato.
Nella prima fase, il prossimo ammino acil-tRNA è legato al complesso del fattore di allungamento Tu contenente una molecola di GTP legata, il complesso risultante di amino-acil-tRNA-Tu-GTP è ora legato al complesso di iniziazione 70S. Il GTP viene idrolizzato e il complesso del Tu-GDP viene rilasciato dal ribosoma 70S (Fig. 6.42). Il nuovo ammino acil tRNA è ora legato all'aminoacile o al sito A sul ribosoma.
Nella seconda fase di allungamento, il nuovo legame peptidico si forma tra gli aminoacidi i cui tRNA si trovano sui siti A e P sui ribosomi. Questo passaggio si verifica con il trasferimento del gruppo acilico di formil metionina dal suo tRNA al gruppo amminico del nuovo amminoacido che è appena entrato nel sito A.
La formazione del peptide è catalizzata dalla peptidil transferasi, una proteina ribosomale nella sottounità 50 S. Un tRNA dipeptidilico è formato sul sito A e ora il tRNA vuoto rimane legato al sito P.
Nella terza fase di allungamento, il ribosoma si muove lungo l'mRNA verso la sua estremità 3 'da una distanza di codone (cioè da 1 a 2 codone e da 2 a 3 sull'mRNA). Poiché il dipeptidil tRNA è ancora attaccato al secondo codone (Fig. 6.43), il movimento dei ribosomi sposta il dipeptidil tRNA da un sito al sito P. Questo spostamento causa il rilascio del tRNA che è vuoto.
Ora il terzo codone dell'mRNA è sul sito A e il secondo codone sul sito P. Questo spostamento dei ribosomi lungo l'mRNA è chiamato fase di traslocazione. Questo passaggio richiede il fattore di allungamento G (chiamato anche translocase). E contemporaneamente avviene anche l'idrolisi di un'altra molecola di GTP. L'idrolisi del GTP fornisce energia per la traslocazione.
Il ribosoma con il suo dipetidil tRNA e mRNA è pronto per un altro ciclo di allungamento per attaccare il terzo amminoacido (Fig. 6.44). Si svolge allo stesso modo dell'aggiunta del secondo.
Come risultato di questa azione ripetitiva per l'allungamento della catena, la catena polipeptidica si allunga. Quando il ribosoma si sposta da codone a codone lungo l'mRNA verso la sua estremità 3 ', deve essere inserita la catena polipeptidica dell'ultimo aminoacido.
(d) Terminazione della catena:
La terminazione del polipeptide è segnalata da una delle tre triplette terminali (codoni) nell'mRNA. I tre codoni terminali sono UAG (ambra), UAA (ocra) e UGA (opale). Sono anche chiamati segnali di stop.
Al momento della conclusione, il codone terminale segue immediatamente l'ultimo codone amminoacidico. Dopo questo, la catena polipeptidica, tRNA, mRNA vengono rilasciati. Le subunità dei ribosomi si dissociano.
La risoluzione richiede anche l'attività di tre fattori di terminazione o di rilascio denominati R 1, R e S.
(e) Traslocazione proteica:
Sono state identificate due classi di polribosomi (figura 6.45).
(i) polribosomi liberi
(ii) polibrosomi legati alla membrana.
Per i ribosomi liberi, la cessazione della sintesi proteica porta al rilascio di proteine completate nel citoplasma. Alcune di queste proteine specifiche vengono traslocate in mitocondri e nuclei mediante speciali meccanismi.
D'altra parte in polierbosomi legati alla membrana, la catena polipeptidica che cresce su mRNA viene inserita nel lume della membrana ER. Alcune di queste proteine diventano parte integrante della membrana.
Tuttavia, poche proteine vengono rilasciate nel lume e incorporate nelle vescicole del corpo di Golgi. Possono inoltre modificare come glicosilazione cioè, aggiunta di residui di zucchero. I vesicoli quindi si fondono con la membrana plasmatica e infine queste proteine vengono rilasciate.
