ძირითადი მასალა
კურსი: ბიოლოგია > თემა 15
გაკვეთილი 3: პარალელური გადატანატრანსლაციის მიმოხილვა
როგორ „გადაითარგმნება" (ტრანსლირდება) ი-რნმ-ის ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობა პოლიპეპტიდის (ცილის) ამინომჟავურ თანმიმდევრობად.
შესავალი
ერთი წამით თქვენს ხელებს დახედეთ. ძვლები, კანი და კუნთები, რომლებსაც ხედავთ, უჯრედებისგანაა აგებული. თითოეული ეს უჯრედი კი მრავალ მილიონ ცილას შეიცავს
როგორ წარმოიქმნება ეს ცილები უჯრედში? დავიწყოთ იმით, რომ ცილების წარმოქმნის ინსტრუქციები უჯრედის დნმ-შია ჩაწერილი გენების სახით. თუ ეს თქვენთვის ახალია, მოდით, ჯერ სტატია დნმ-დან რნმ-მდე და ცილამდე (ცენტრალური დოგმა) წაიკითხეთ, სანამ ცილების აწყობის პროცესს ჩავუღრმავდებოდეთ.
მოკლედ რომ ვთქვათ, გენის მიხედვით ცილის აწყობა ორსაფეხურიანი პროცესია:
- ნაბიჯი 1: ტრანსკრიფცია! ამ დროს გენის დნმ-ის თანმიმდევრობა რნმ-ის მოლეკულაზე გადაიწერება. ეუკარიოტებში, როგორიც მე და თქვენ ვართ, რნმ ჯერ გადამუშავდება (და ხშირად მისგან ნაწილები ამოიჭრება), სანამ საბოლოო მოლეკულა, ინფორმაციული რნმ, ანუ ი-რნმ, მიიღებოდეს.
- საფეხური 2: ტრანსლაცია! ამ სტადიაზე ი-რნმ-ის „კოდი იშიფრება" და მისი მიხედვით იწყობა ცილა (ან ცილის ნაწილი/სუბერთეული), რომელსაც ამინომჟავების განსაზღვრული თანმიმდევრობა აქვს.
ამ სტატიაში განვიხილავთ ტრანსლაციას, მიმოვიხილავთ მთელ პროცესსა და მოლეკულებს, რომლებიც მას ასრულებენ.
გენეტიკური კოდი
ტრანსლაციის დროს უჯრედი „ამოიკითხავს" საინფორმაციო რნმ-ში (ი-რნმ) ჩაწერილ ინფორმაციას და მას ცილის ასაწყობად იყენებს. უფრო ზუსტად რომ ვთქვათ, ი-რნმ-ში ყოველთის მთლიანი ცილა არაა კოდირებული (ანუ აწყობის ინსტრუქცია ჩაწერილი). ამის ნაცვლად, შეგვიძლია, დარწმუნებით ვთქვათ, რომ ი-რნმ-ში ყოველთვის პოლიპეპტიდი, ანუ ამინომჟავების ჯაჭვია, კოდირებული.
ი-რნმ-ში პოლიპეპტიდის აწყობის ინსტრუქცია სამ-სამ რნმ-ნუკლეოტიდადაა (ა, უ, ც და გ) ჩაწერილი. ამ სამეულებს ტრიპლეტები, ანუ კოდონები, ეწოდება.
ცილებში გავრცელებული
არსებობს სამი კოდონი, რომლებიც ამინომჟავებს არ აკოდირებს. ესენია უაა, უაგ და უგა და მათ სტოპ-კოდონები ეწოდებათ, რადგან უჯრედს ანიშნებენ, რომ ცილის აწყობა დასრულებულია. მთლიანობაში კოდონებისა და ამინომჟავების ურთიერთშესაბამისობას გენეტიკური კოდი ეწოდება, რადგან მისი მეშვეობით უჯრედი ახერხებს, ი-რნმ-ში ჩაწერილი ინფორმაცია „გაშიფროს" და ამის მიხედვით ამინომჟავების ჯაჭვი ააწყოს.
ტრანსლაციის მიმოხილვა
როგორ „კითხულობს" უჯრედი ი-რნმ-ს პოლიპეპტიდის ასაწყობად? ტრანსლაციაში მთავარი ფუნქცია ტ-რნმ-სა და რიბოსომებს აკისრიათ.
სატრანსპორტო რნმ (ტ-რნმ)
სატრანსპორტო რნმ, ანუ ტ-რნმ, მოლეკულური „შუამავალია" ი-რნმ-ის კოდონებსა და მათ მიერ კოდირებულ ამინომჟავებს შორის.
თითოეული ტ-რნმ-ის მოლეკულას ბოლოზე აქვს სამი ნუკლეოტიდისგან შემდგარი ანტიკოდონი, რომელიც ი-რნმ-ის შესაბამის კოდონს უკავშირდება. ტ-რნმ-ის მეორე ბოლოზე ამ კოდონით კოდირებული ამინომჟავაა მიბმული.
ტ-რნმ-ის მრავალი სხვადასხვა სახე არსებობს. თითოეული მათგანი ერთ ან რამდენიმე კოდონს „ამოიცნობს" და მათი შესაბამისი ამინომჟავა მოაქვს თან.
რიბოსომები
რიბოსომები უჯრედული სტრუქტურებია, რომლებზეც პოლიპეპტიდები (ცილები) იწყობა. თავად ისინი ცილებისა და რნმ-ისგან (რიბოსომული რნმ, ანუ რ-რნმ) შედგება. თითოეულ რიბოსომას ორი სუბერთეული აქვს - დიდი და პატარა, მათ შორის კი ი-რნმ-ა მოთავსებული, ისევე, როგორც ჰამბურგერში ხორცი ორ ფუნთუშას შორის.
რიბოსომა საკმაოდ მოსახერხებელი „მოწყობილობაა", რომლის მეშვეობითაც ტ-რნმ-ები თავის კომპლემენტარულ კოდონებს „პოულობენ" ი-რნმ-ზე და მოაქვთ შესაბამისი ამინომჟავები. რიბოსომაში ამისთვის სამი უბანია - A, P და E საიტები. ამავდროულად, რიბოსომა ფერმენტის ფუნქციასაც ასრულებს და აკატალიზებს ქიმიურ რეაქციებს ამინომჟავებისგან ჯაჭის წარმოსაქმნელად.
გსურთ, მეტი გაიგოთ ტ-რნმ-ისა და რიბოსომების ფუნქციისა და სტრუქტურის შესახებ? გაეცანით სტატიას ტ-რნმ და რიბოსომები!
ტრანსლაციის ნაბიჯები
თქვენი უჯრედები ყოველ წამს წარმოქმნიან ცილებს. თითოეულ ცილას კი ამინომჟავების სწორი, მკაცრად განსაზღვრული თანმიმდევრობა უნდა ჰქონდეს. ეს საკმაოდ რთული ამოცანაა, თუმცა, საბედნიეროდ, თქვენი უჯრედები (სხვა ცხოველების, მცენარეებისა და ბაქტერიების უჯრედების მსგავსად) კარგად ართმევენ მას თავს.
იმის გასაგებად, თუ როგორ აწყობენ უჯრედები ცილებს, მოდით, ტრანსლაცია სამ საფეხურად დავყოთ: ინიციაცია (დაწყება), ელონგაცია (ცილის ჯაჭვის აწყობა) და ტერმინაცია (დასრულება).
დასაწყისი: ინიციაცია
ინიციაციის საფეხურზე რიბოსომა წასაკითხი ი-რნმ-ის გარშემო იწყობა და საიტზე პირველი ტ-რნმ ჯდება (მას ამინომჟავა მეთიონინი მოაქვს თან, რაც კოდონ აუგ-ს შეესაბამება). ამ ყველაფერს ინიციაციის კომპლექსი ეწოდება და აუცილებელია ტრანსლაციის დასაწყებად.
ჯაჭვის დაგრძელება: ელონგაცია
ელონგაციის საფეხურზე ამინომჟავებური ჯაჭვი დაგრძელდება (long - ინგ. გრძელი). ამ დროს თითო ჯერზე ი-რნმ-ის თითო კოდონი ამოიკითხება, რის შედეგადაც შესაბამისი ამინომჟავები ემატება მზარდ პოლიპეპტიდურ ჯაჭვს.
ყოველი ახალი კოდონის „ამოკითხვა" გულისხმობს:
- კომპლემენტარული ანტიკოდონის მქონე ტ-რნმ-ის დაკავშირებას კოდონთან
- ტ-რნმ-ის მიერ მოტანილი ახალი ამინომჟავას დაკავშირებას უკვე აწყობილ ამინომჟავურ ჯაჭვთან (პოლიპეპტიდათან) ქიმიური რეაქციის მეშვეობით.
- ი-რნმ ერთი კოდონით წინ გადაიწევს რიბოსომაზე და ახალი, ამოსაკითხი კოდონი „გამოჩნდება".
ელონგაციისას ტ-რნმ-ები რიბოსომის A, P და E საიტებს შორის მოძრაობენ, რაც ზედა სურათზეა ასახული. ეს პროცესი მრავალჯერ მეორდება, მრავალი კოდონი ამოიკითხება და მრავალი ამინომჟავა ემატება ამინომჟავურ ჯაჭვს.
ელონგაციის საფეხურების უფრო დეტალურად გასაცნობად, იხილეთ სტატია ტრანსლაციის საფეხურები.
დასასრული: ტერმინაცია
ტერმინაციის საფეხურზე პოლიპეპტიდური ჯაჭვი სრულდება და რიბოსომას შორდება. ტერმინაცია მაშინ იწყება, როცა სტოპ კოდონი (უაგ, უაა ან უგა) რიბოსომაზე მოხვდება. სწორედ ამის შემდეგ იწყება ტ-რნმ-იდან აწყობილი ჯაჭვის მოშორება და რიბოსომიდან მისი ჩამოცილება.
ტერმინაციის შემდეგ პოლიპეპტიდი ჯერ კიდევ არ არის მზად. იგი ჯერ სამგანზომილებიან ფორმად უნდა დაიკეცოს, გადამუშავდეს (მაგ. ჩამოშორდეს ზოგი ამინომჟავა) და საჭირო ადგილას გაიგზავნოს უჯრედში ან სხვა პოლიპეპტიდებს დაუკავშირდეს, რათა ფუნქციური ცილა წარმოიქმნას.
გსურთ, შეუერთდეთ დისკუსიას?
პოსტები ჯერ არ არის.