Az élet központi dogmája meglehetősen egyszerűen meghatározható:
A transzkripció során a genetikai kódot átírják, vagyis RNS-be írják. A transzláció során ezt az RNS-t aztán fehérjékké fordítják. Természetesen az átírás és a fordítás folyamata ennél egy kicsit bonyolultabb. Tekintsük át a két folyamatot:
Transzkripció: DNS → RNS
A transzkripció a központi dogma első fele. Itt a DNS-t RNS-vé fordítjuk le. Az átírás a sejtmagban történik – a DNS nem hagyhatja el a sejtmagot. A transzkripciónak három lépése van: iniciáció, elongáció és termináció (ezek is ugyanazok a lépések, mint a transzlációnál, azonban a különböző folyamatok lépéseiben más-más dolgok történnek).
- Iniciáció: A transzkripció a promóteren kezdődik: a gén egy meghatározott régiójánál. Az RNS-polimeráz a promóterhez kötődik. Ez jelzi a DNS feltekeredését. Az enzim most már készen áll az mRNS előállítására
- Elongáció: Az mRNS-szálhoz nukleotidok adódnak
- Memlékezzünk: timin csak a DNS-ben, uracil pedig csak az RNS-ben fordul elő!
- Termináció: Az átírás akkor ér véget, amikor az RNS-polimeráz egy stop (terminációs) szekvenciával találkozik a génben.
RNS-polimeráz
Az eukarióta RNS-polimeráznak három típusa van. Találóan RNS-polimeráz I, RNS-polimeráz II és RNS-polimeráz III a nevük.
- Az RNS-polimeráz I a nukleoluszban található, és elősegíti a riboszomális RNS (rRNS) átírását, amelyet azután feldolgoznak és riboszómákba raknak össze.
- Az RNS-polimeráz II a sejtmagban található, és szintetizálja az összes fehérjét kódoló nukleáris pre-mRNS-t.
- Az RNS-polimeráz III szintén a sejtmagban található. Ez a polimeráz írja át a különböző szerkezeti RNS-eket, amelyek közé tartozik az 5S pre-rRNS, a transzfer pre-RNS-ek (pre-tRNS-ek) és a kis nukleáris pre-RNS-ek.
mRNS-feldolgozás
A transzkripció után az eukarióta pre-mRNS-eknek több feldolgozási lépésen kell átesniük, mielőtt lefordíthatók lennének.
A pre-mRNS-eket először RNS-stabilizáló fehérjékkel vonják be; ezek védik a pre-mRNS-t a lebomlástól, miközben feldolgozzák és exportálják a sejtmagból. A pre-mRNS-feldolgozás három legfontosabb lépése a stabilizáló és jelző faktorok hozzáadása a molekula 5′ és 3′ végén, valamint a megfelelő aminosavakat nem specifikáló közbeeső szekvenciák eltávolítása. Ritka esetekben az mRNS-átiratot az átírás után “szerkeszthetik”.
Feladandó kérdések
A transzkripció melyik lépésében történik a DNS kitekeredése?
Melyik funkciója az RNS-polimeráz II-nek?
- átírja a transzfer pre-RNS-eket (pre-tRNS-ek)
- elősegíti a riboszomális RNS (rRNS)
- szintetizálja az összes fehérjét kódoló nukleáris pre-mRNS-t
Translation: RNS → fehérje
A transzláció a citoplazmában történik. A transzlációnak három lépése van: iniciáció, elongáció és termináció (ezek is ugyanazok a lépések, mint a transzkripcióban, azonban az egyes folyamatok lépéseiben más-más dolgok történnek).
- Iniciáció: A fehérjeszintézis egy iniciációs komplex kialakulásával kezdődik. A transzláció minden polipeptidláncnál egy metioninnal kezdődik
- Elongáció: Az A hely megköti a beérkező töltött aminoacil tRNS-eket. A P site aminosavakat hordozó töltött tRNS-eket köt meg. Az elongáció úgy zajlik, hogy a töltött tRNS-ek belépnek az A helybe, majd a riboszóma minden egyes egykódonos “lépésével” átkerülnek a P helyre, majd az E helyre.
- Termináció: Egy nonszensz kodonnal (UAA, UAG vagy UGA) találkozunk. Az A helyhez igazodva ezeket a nonszensz kodonokat felismerik a felszabadító faktorok
Riboszómák és tRNS-ek
- Riboszómák kötődnek az mRNS sablonhoz
- tRNS-ek kötődnek az mRNS sablonon lévő szekvenciákhoz, és hozzáadják a megfelelő aminosavat a polipeptidlánchoz
Kodonok
A fehérjéket alkotó aminosavakat nukleotid triplet kodon kódolja: A szerin fehérjét például az UCU, UCC, UCA és UCG kodonok kódolják.
A fordítás olvasási keretét az AUG startkódon határozza meg az mRNS 5′ végének közelében.
GYakorlati kérdések
Melyik makromolekula kötődik az mRNS sablonhoz, hogy segítse a fordítást?
- tRNS
- A helyek
- riboszómák
Mit kódolnak a nukleotid triplet kodonok?