Транслација на протеини

Транслацијата претставува процес во кој генетската информација содржана во месинџер РНК (mRNA) се преведува во аминокиселинска секвенца на протеин. Овој процес претставува втор чекор во експресијата на гените, по транскрипцијата, и се одвива во рибозомите во цитоплазмата на клетката. Транслацијата е суштински процес за функционирањето на клетката, бидејќи преку него се синтетизираат протеини, кои имаат структурни, ензимски, регулаторни и транспортни функции. Овој процес претставува клучен дел од централната догма на молекуларната биологија: ДНК → РНК → Протеин

1. Основни компоненти на транслацијата

Процесот на транслација вклучува неколку важни молекули и структури.

1. mRNA (месинџер РНК): mRNA ја носи генетската информација од ДНК до рибозомите. Таа содржи кодони, односно триплети на нуклеотиди кои кодираат аминокиселини.

2. tRNA (трансфер РНК) е молекула која пренесува специфична аминокиселина, препознава кодон во mRNA. Секоја tRNA има антикодон – три нуклеотиди комплементарни на кодонот, аминокиселина врзана на 3' крајот.

3. Рибозоми се клеточни органели во кои се одвива синтезата на протеините. Кај еукариотите тие се состојат од: мала субединица (40S), голема субединица (60S). Заедно формираат 80S рибозом.

4. Аминокиселини: протеините се изградени од 20 различни аминокиселини. Редоследот на аминокиселините во протеинот е определен од секвенцата на кодоните во mRNA.

5. Аминоацил-tRNA синтетаза е ензим кој ја поврзува точната аминокиселина со соодветната tRNA. Овој процес се нарекува активација на аминокиселини.

2. Структура на рибозомот

Рибозомот има три функционални места:

• A место (Aminoacyl site) место каде влегува новата tRNA со аминокиселина.
• P место (Peptidyl site) место каде се наоѓа tRNA која го носи растечкиот полипептиден ланец.
• E место (Exit site) место од кое tRNA ја напушта рибозомската структура.

3. Фази на транслацијата

Транслацијата се одвива во три главни фази: иницијaција, елонгација и терминација.

4. Иницијaција

Иницијaцијата е процес на започнување на синтезата на протеин. Главни чекори: малата рибозомска субединица се врзува за mRNA, се препознава старт кодонот (AUG), иницијаторната tRNA која носи метионин се врзува за старт кодонот, се приклучува големата рибозомска субединица. Така се формира иницијалниот комплекс.

5. Елoнгација

Елонгацијата претставува процес на продолжување на полипептидниот ланец. Се одвива во три чекори.

1. Влегување на нова tRNA: tRNA со аминокиселина влегува во A местото.

2. Формирање на пептидна врска: Ензимот пептидил трансфераза создава пептидна врска помеѓу аминокиселините. Полипептидниот ланец се пренесува на tRNA во A местото.

3. Транслокација: Рибозомот се движи по mRNA за еден кодон. 

• tRNA од A место → P место
• tRNA од P место → E место
• tRNA од E местото ја напушта рибозомата.

Овој процес се повторува многу пати.

6. Терминација

Терминацијата се случува кога рибозомот ќе наиде на стоп кодон. Стоп кодони се: UAA, UAG, UGA. Овие кодони не кодираат аминокиселини. Наместо tRNA, се врзуваат ослободувачки фактори кои го ослободуваат полипептидниот ланец, ја дисоцираат рибозомската структура.

7. Полирибозоми (Polysomes)

Често една mRNA може истовремено да биде преведувана од повеќе рибозоми. Оваа структура се нарекува полирибозом или полисом. Предност се синтетизираат многу копии на протеин за кратко време.

8. Посттранслациски модификации

Новосинтетизираните протеини често се подложуваат на дополнителни модификации. Примери:

Фолдирање на протеин: Протеинот добива специфична тродимензионална структура. Фосфорилација е додавање фосфатна група. Гликозилација е додавање јаглехидратни групи. Протеолитичко сечење: некои протеини се активираат по делумна деградација.

9. Регулација на транслацијата

Транслацијата може да се регулира преку микроРНК (miRNA), регулаторни протеини, стабилност на mRNA. Ова овозможува клетката да контролира колку протеин ќе се синтетизира.

10. Грешки во транслацијата

Понекогаш може да се појават грешки како погрешно спарување на кодон и антикодон, мутации во mRNA, дефекти во tRNA. Овие грешки можат да доведат до: нефункционални протеини, клеточни нарушувања, генетски заболувања.

11. Биолошко значење на транслацијата

Транслацијата е од суштинско значење за животот. Таа овозможува: синтеза на ензими, синтеза на хормони, синтеза на структурни протеини, регулација на клеточните функции. Без транслација, генетската информација во ДНК не би можела да се претвори во функционални молекули.

12. Заклучок

Транслацијата претставува сложен и прецизно регулиран процес во кој информацијата од mRNA се преведува во аминокиселинска секвенца на протеин. Овој процес вклучува интеракција помеѓу mRNA, tRNA, рибозоми и бројни ензими и фактори. Преку транслацијата клетката синтетизира протеини кои се неопходни за сите биолошки функции, од метаболизам до клеточна комуникација и развој.