Bir Polipeptit Protein Zincirinin Sentezlenmesi - Translasyon Nedir

DNA’dan mRNA şeklinde kopya edilen kalıtsal bilgi , protein sentez düzeneği ile amino asit dizilimine çevrilir Bu çevrimi “Translasyon”denir

Protein sentezi , çekirdekli hücrelerde özellikle çekirdeğin dışında , yani sitoplazmada meydana gelir Bununla beraber belirli koşullar altında çekirdekte de protein sentezi yapıldığı gösterilmiştir Sitoplazmik protein sentezi , endoplazmik retikuluma bağlı ya da serbest polizomlar üzerinde gerçekleştirilir Bunun dışında mitokondriler ve klorolapstlar , kendi özel ve bağımsız protein sentez sistemine sahiptirler Bunların protein sentezi , sitoplazmanın protein sentez aktivitesini yükseltebilir Mitokondrilerin protein sentez düzeneği , özellikle kanserli dokularda belirli olarak değişmiştir

Peptit sentezinde ilk adım , amino asitlerin sitoplazma içerisindeki bir enzim (sentetaz)sistemi ile uyarılmasıdır Her aminoasit çeşidini uyaran özel bir enzim bulunur Enzim ilk olarak aminoasit(AA)ve ATP’yi katlizleyerek , aminoasit adenilik asit bileşimine (AA-AMP)döndürür; ortaya ayrıca pirofosfat çıkar Aynı enzim , aminoasidin kendine özgü tRNA’ya bağlanmasını da sağlar ve sonuçta tRNA-aminoasitle , serbest adenilik asit ortaya çıkar

mRNA’nın üzerindeki bilgiye göre aminoasitlerin dizilmesi , aminoasit-tRNA bağlanmasını özgüllüğüyle sağlanabilir Öyle ki , örneğin , bir sistein ile onun spesifik tRNA’sı (sistein-tRNAsis) birbirine bağlanırsa ve daha sonra sistein alanine çevrilirse; alanin,aynı transfer RNA’ya bağlı kalır, yani bu kompleks alanin-tRNAsis olur Bu molekül ikilisi , protein sentez sistemine eklendiğinde , peptit zincirinde sisteinin bulunması gereken bütün yerlere , alaninin yerleştiği görülür Bu deneme protein zincirindeki , aminoasitlerin yerine dikte ettiren sistemin , spesifik-tRNA ‘kar olduğunu , buna bağlı aminoasitlerin hiçbir rol oynamadığını gösterir Ancak kendi özel tRNA’sına bağlı aminoasitler ribozoma transfer edilir

Ribozomların göevi , aminoasit-tRNA’nın ve büyüyen polipeptit zincirinin yönünün yönelimini belirli özellikler içinde sağlamaktırAncak bu şekilde kalıp üzerindeki genetik kod doğrulukla okunabilirBu ribozomda bir defada yalnız tek bir polipeptit zinciri oluşurProtein sentezi için gerekli kalıp mRNA dır ve iki kollu DNA’nın yalnız tek bir kolunda meydan gelirBu mRNA çekirdeği terk ederek sitoplazmaya geçer ve orada ribozomlarla birleşirFarklı hücrelerdeki ribozomların , kütleleri , rRNA’larını proteinlerine göre oranları , rRNA’larının oluşumu ve bileşimi farklıdır ; Fakat genel yapıları bakımından benzerlik gösterirler

mRNA ancak ribozomlarla temasa geçtiği zaman okunabilir Bu kontak yeteneğini ise ancak ikincil yapı (sarmal yapı) göstermeyen (iplik şeklinde olan) ribonükleik asitler sahiptirKeza moleküllerinin sadece bir kısmı çift kollu yapı gösteren çekirdek asitleride messenger özelliği göstermezKontak işleminin yapılmasında , ribozom aktif bir partnerdir ve bilgi seçme yeteneği vardırÖyle ki , ribozomlar ile homolog mRNA’lar arasında bir özelleşme vardırBitkisel virüslerden elde edilen RNA’lar Ecoli ribozomlar tarafından normal koşullar altında messenger olarak , kabul edilmezlerÇünkü her ikisi homolog değildir(aynı kökenden gelmemişlerdir)

Ribozomlar 1 M NH4 Cl’i bir ortamda yıkanırlarsa bu özgüllüklerini yitirirBu yıkanma sırasında f1 ,f2, f3 faktörleri diye adlandırılan proteinleri ortama verirlerf3 faktörü , homolog mRNA’nın (aynı kökten gelmiş gruplardaki mRNA) tanınması için özgülleşmiştir ve “bağlayıcı faktör” olarak adlandırılırBu faktör , mRNA’nın sedimantasyon sabitesi 30 S olan serbest ribozomal alt birimine bağlanmasını katelizer

Heterolog messenger olarak adlandırılan , poliadenilik asit ve poliurudilik asit gibi monoton polinükleotit dizelerinden meydana gelmiş yapay mRNA’lar ancak tuz derişiminin yüksek olduğu ortamlarda , ribozomlar tarafından kabul edilirlerBu durumda bağlayıcı faktörün bulunmasına artık gerek duyulmaz

Protein sentezi özellikle tavşanların sadece tek bir protein yapan , yani hemoglobin sentezleyen , retikulosit hücrelerinde , oldukça ayrıntılı olarak çalışılmıştırBeş veya daha fazla sayıda ribozom birbirlerine bir mRNA aracılığıyla bağlanmışsa , yani “Poliribozom” şeklinde iseler daha etkili olarak protein sentezlerlerYapılan araştırmalarda , tek tek halde bulunan ribozomların , poliribozomların bir ucuna bağlandıkları , mRNA boyunca yavaş yavaş hareket ettikleri ve bu hareketleri sırasında , eklenen uygun aminoasitlerle taşıdıkları polipeptit zincirinin büyüdüğü görülürBöylece ribozomların mRNA boyunca bilgiyi okuyarak gittiği görülürmRNA’nın tüm şeridi okuduktan sonra , ribozom , mRNA zincirinin ucundan ayrılır ve yeni bir mRNA’ya doğru hareket eder

Bir genden bir dakika içinde ortalama bir mRNA çıkar ve sitoplazmada ortalama 240 dakika yaşar Bu demektir ki , hücrede 240 sayısı sabittirBir mRNA’dan yapılan enzim sayısı ise daha azdırÇünkü protein sentezi daha yavaş yürür(her beş dakikada bir tane) Dolayısıyla enzimlerin ortalama ömrü uzamıştır(20 saat kadar)Buna göre bir mRNA’dan 20 * 60/5 = 1200/5 = 240 enzim meydana gelirHücrede 240 mRNA bulunduğundan , enzim sayısı240 * 240 =57600 enzimdirDolayısıyla DNA şifresi mRNA ile sadece kopya edilemez aynı zamanda onun aracılığıyla da çoğalmış olurBir mRNA aynı anda iki ribozoma kalıplık yapabilir ; öyle ki , molekülün bir ucu protein sentezini bitirirken , öbür ucu diğer bir ribozoma bağlanmış ve protein sentezini başlatmış olabilirBüyüyen peptit zinciri her zaman orijinal ribozomuna bağlı olarak kalır , diğer bir ribozoma transferi söz konusu değildirReplikasyonun , gen transkripsiyonunun ve protein sentezinin tüm işleyişi , pürin ve pirimidin baz çiftleri arasındaki zayıf hidrojen bağlarına göre düzenlenirBu bağların özgüllüğü , işleyişin doğru yürümesini sağlar ve herhangi bir yanlışlığın olma olasılığı %01 ‘den çok daha azdır

mRNA’daki şifreye göre binlerce aminoasidin birleşmesinden polipeptit zincirleri meydana gelmektedirNe bir fazla ne bir eksik aminoasit eklenebilir Aksi taktirde canlının alışık olmadığı proteinler oluşur ve bu da antikor oluşumuna neden olur(allerjik tepkimeler meydana getirerek) Bunun için ayrıca bir ‘Kontrol Mekanizması’ vardır Eğer protein sentezinde bir aminoasit bulunmazsa ya da yanlış düzenlenirse , sentez çok defa devam etmez ve genellikle protein temel elemanlarına kadar yeniden parçalanır Bu yıkılım , enzimler tarafından yapılır Bir protein sentezinin tamamlanabilmesi için , ribozomun son kontrolünü yapıp , sağlam vermesi gerekir Hatta mRNA bozuk olduğunda , mRNA’nın kendisi yok edilir Bir gen tarafından devamlı bozuk mRNA çıkarılıyorsa , çok defa , o genden gelen bütün mRNA’lar toplanıp sitoplazmada yok edilir ya da herhangi bir şekilde çıkmaları önlenir Her peptit bağının kuruluşu bir ATP , yani 7300 kaloriye gereksinme gösterilir Bu nedenle , yanlış sentezlenmeler büyük enerji kabına neden olacağı gibi , parçalanmalarından meydana gelen fazla enerji de hücreleri öldürebilir