Chapter 10: Translation: RNA to Protein

Back to chapter

10.3:

tRNA Activation

JoVE Core
Cell Biology

This content is Free Access.

JoVE Core Cell Biology

tRNA Activation

Previous Video
10.2: Ribosomes

Next Video
10.4: Initiation of Translation

Languages

Share

English العربية 中文 Nederlands français Deutsch עברית italiano 日本語 한국어 português русский español Türkçe

Bir amino asit taşıyan her tRNA molekülü, bir mRNA’nın kodlarını okuyarak bir protein dizisine dönüştürmek için, mRNA üzerindeki amino aside karşılık gelen üç nükleotidli kodon dizisini tanır. Bir hücrede bulunan 20 amino asidi kodlayan 61 farklı kodon dizisi vardır. Bir tRNA bir amino asit taşırken, tek bir amino asit, birçok farklı kodon tarafından kodlanır.tRNA antikodonunun mRNA kodonu ile eşleşmesi sırasında, ilk iki konum eşleştikten sonra, üçüncü baz pürinlerden biriyle veya pirimidinlerden biriyle eşleşebilir. Bu oynak baz, 20 tRNA’nın 61 mRNA kodonunun kodunu çözmesine olanak sağlar. Bir amino asit, aminoasil tRNA sentetazlar adı verilen bir enzim grubu tarafından, eşi olan tRNA’nın 3’ucuna kovalent olarak bağlanır.20 amino aside karşılık gelen 20 farklı aminoasil tRNA sentetazı vardır. Kataliz reaksiyonu iki adım olarak ilerler. İlk adım amino asit aktivasyonudur;bu adımda, enzim cebi içinde amino asit bir ATP ile reaksiyona girerek aminoasil AMP sentaz ara ürününü oluşturur.Esterleşmenin ikinci adımında, aktive edilmiş amino asit, tRNA’nın 3’ucundaki bir hidroksil grubuyla birleşir ve nihai aminoasil tRNA molekülünü oluşturur. Enzim yanlış amino asidi bağlarsa, bir düzeltme mekanizması ile bu hatayı düzeltebilir. Doğru amino asit, enzimin aktif bölgesi için yüksek afiniteye sahiptir.Büyük amino asitler aktif bölgeden reddedilir. Bir amino asidin boyutu doğru olan ile benzerse, bir tRNA’ya bağlanmadan önce, yanlış aminoasil AMP’ler enzim içinde ikinci bir düzenleme cebine girmeye zorlanır. Bu düzenleme yerinin boyutları doğru amino aside tam olarak uyduğundan, yanlış aminoasil AMP’ler tRNA’ya birleştirilmek yerine hidrolize edilir.

10.3:

tRNA Activation

Aminoasil-tRNA sentetazları hem ökaryotlarda hem de bakterilerde bulunur. Ökaryotların 20 amino asidi eşleştirmek için 20 farklı aminoasil-tRNA sentetazı olmasına rağmen, birçok bakteri bu aminoasil-tRNA sentetazlarının tümü için genlere sahip değildir. Buna rağmen, proteinlerini sentezlemek için hala 20 amino asidi kullanıyorlar. Örneğin, bazı bakteriler glutamini partneri tRNA ile eşleştiren enzimi kodlayan gene sahip değildir. Bu organizmalarda, bir enzim tüm glutamik asit tRNA moleküllerine ve tüm glutamin tRNA moleküllerine glutamik asit ekler. Daha sonra, ikinci bir enzim, glutamik asidi, ikinci tRNA molekülleri üzerindeki glutamine kimyasal olarak değiştirir ve böylece uygun çifti oluşturur.

tRNA ve aminoasil-tRNA sentetazın eşit önemi, bir amino asidin eşleştirilmiş tRNA'ya bağlandıktan sonra kimyasal olarak farklı bir amino aside dönüştürüldüğü bir dizi deneyle kurulmuştur. Birin vitro protein sentezi deneyinde, bu "hibrit " aminoasil-tRNA molekülleri, bu tRNA'nın kullanıldığı peptid zincirinin her noktasına yanlış amino asidi yerleştirdi. Sonuçlar, hem tRNA'nın hem de enzimin, mRNA tarafından kodlanan amino asit dizisinin doğru translasyonu için eşit derecede gerekli olduğunu göstermiştir.

Hücrelerde, aminoasil-tRNA sentetazları, aktif bölgesinde bağlı amino aside bağlanması gereken doğru tRNA'yı tanımlamak için yapısal ve kimyasal tamamlayıcılık kullanır. Çoğu tRNA sentetazı, her biri antikodondaki bir nükleotide şekil ve yük olarak tamamlayıcı olan üç bitişik nükleotid bağlayıcı cep içerir. Bu cepler, tRNA'nın antikodon döngüsündeki spesifik nükleotitleri tanırken, ek amino asitler, amino asit kabul eden kol ile etkileşime girerek, doğru tRNA'nın enzimin sentez bölgesine uymasını sağlar.

Suggested Reading

Alberts, Bruce. "Molecular Biology of the Cell." (2016), Pgs 336-339.
“PDB101: Molecule of the Month: Aminoacyl-TRNA Synthetases.” RCSB, PDB-101, Apr. 2001, pdb101.rcsb.org/motm/16.

Tags

TRNA Activation