Genetický kód. Jakmile vznikne funkční mrna, informace v ní obsažená může být ihned použita pro syntézu proteinu.

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Genetický kód. Jakmile vznikne funkční mrna, informace v ní obsažená může být ihned použita pro syntézu proteinu."

Milan Bárta
před 5 lety
Počet zobrazení:

1 Genetický kód Jakmile vznikne funkční, informace v ní obsažená může být ihned použita pro syntézu proteinu. Pravidla, kterými se řídí prostřednictvím přenos z nukleotidové sekvence DNA do aminokyselinové sekvence, jsou definovaná jako GENETICKÝ KÓD. Sekvence nukleotidů je čtena po trojicích. G C G A kodon Každá skupina tří nukletidů se nazývá kodon.

2 Genetický kód Dohromady Lze vytvořit 64 (4 3 ) kombinací trojic nukleotidů. Některé aminokyselině přísluší i několik tripletů, ale naopak jednomu tripletu přísluší nanejvýš jedna aminokyselina. V genetickém kódu platí konvence, že 5'-konec nukleotidové sekvence je zapisován vlevo! 5' G C G A Genetický kód je téměř univerzální pro všechny organismy.

3 Genetický kód V principu může být překládána ve všech třech čtecích rámcích podle toho, u kterého nukleotidu translace začne. Thr Val Val G G C A 5' Gln Arg Pro Leu Ser G G C A Ser Gly 5' Cys Gln Leu G G C A 5' Lys Avšak jen v jednom čtecím rámci vzniká požadovaný protein. Ala Stop kodon

4 Druhý nukleotid Terminační kodony U C A G UUU fenyalanin UCU serin UAU tyrosin UGU cystein U U UUC fenyalanin UCC serin UAC tyrosin UGC cystein C UUA leucin UCA serin UAA stop kodon UGA stop kodon A UUG leucin UCG serin UAG stop kodon UGG tryptofan G CUU leucin CCU prolin CAU histidin CGU arginin U C CUC leucin CCC prolin CAC histidin CGC arginin C CUA leucin CCA prolin CAA glutamin CGA arginin A První nukleotid CUG leucin CCG prolin CAG glutamin CGG arginin G AUU isoleucin ACU threonin AAU asparagin AGU serin U Třetí nukleotid A AUC isoleucin ACC threonin AAC asparagin AGC serin C Iniciační kodon AUA isoleucin ACA threonin AAA lysin AGA arginin A AUG methionin ACG threonin AAG lysin AGG arginin G GUU valin GCU alanin GAU kyselina asparagová GGU glycin U G GUC valin GCC alanin GAC kyselina asparagová GGC glycin C GUA valin GCA alanin GAA kyselina glutamová GGA glycin A GUG valin GCG alanin GAG kyselina glutamová GGG glycin G Tab. 1 Genetický kód

5 trna Kodony v nerozpoznávají přímo aminokyseliny, které specifikují. Translace do proteinu závisí na trna (transferová RNA), která je schopna jednou částí molekuly rozpoznat a spárovat se s kodonem v a jinou částí vázat aminokyselinu. Touto částí váže příslušné aminokyseliny Touto částí se páruje s kodonem v Obr. 1. Struktura trna

6 Struktura trna Jedna s částí trna se nazývá antikodon, což jsou tři nukleotidy komplementární ke kodonu v. Další důležitou oblastí je -konec (vždy končí sekvencí CCA), na který je navázána příslušná aminokyselina. -konec trna Obr. 1. Struktura trna

7 Translace probíhá na ribosomech Ribosom obsahuje čtyři vazebná místa pro molekuly RNA: jedno pro a tři pro trna (E-místo, A-místo, P-místo). Každý ribosom je tvořen z velké a malé podjednotky. E-místo P-místo A-místo Velká ribosomální jednotka E P A Malá ribosomální jednotka Vazebné místo pro Obr. 4. Model Ribosomu Malá podjednotka zodpovídá za nasednutí trna na kodon. Velká podjednotka katalyzuje vznik peptidové vazby mezi aminokyselinou a polypeptidovým řetězcem.

8 Translace probíhá na ribosomech Obě podjednotky se spojují na molekule obvykle blízko jejího 5'-konce a zahajují syntézu proteinu. E-místo P-místo A-místo Velká ribosomální jednotka E P A Malá ribosomální jednotka Vazebné místo pro Obr. 4. Model Ribosomu Ribosom se pohybuje podél, překládá nukleotidovou sekvenci do aminokyselinové za použití trna a po dosyntetizování proteinu se obě jednotky opět oddělí.

9 Met Iniciace translace Translace začíná na iniciačním kodonu AUG a pro iniciaci je třeba iniciační trna, která má na sobě vázaný methionin (u bakterií formyl-methionin). iniciační trna, která má na sobě vázaný methionin Malá ribosomální podjednotka U eukaryot je iniciační trna s navázaným methioninem připojená k malé ribosomální jednotce za asistence několika tzv. iniciačních faktorů. 5' AUG Obr. 5. Iniciace translace

10 Iniciace translace Met 5' AUG Obr. 5. Iniciace translace

11 Iniciace translace Velká ribosomální podjednotka 5' AUG Obr. 5. Iniciace translace

12 Iniciace translace 5' AUG Obr. 5. Iniciace translace

13 Iniciace translace V dalším kroku dochází ke vzniku peptidové vazby mezi methioninem a přicházející aminokyselinou ( ). Met 5' AUG Obr. 5. Iniciace translace

14 Iniciace translace V dalším kroku dochází ke vzniku peptidové vazby mezi methioninem a přicházející aminokyselinou ( ). Ribosom se posune o 3 nukleotidy podél. trna bez navázané aminokyseliny se uvolní z E-místa a trna z A-místa se přenese do P-místa. Met 5' AUG Obr. 5. Iniciace translace

15 Elongace translace (prodlužování řetězce) Při proteosyntéze je neustále opakován tříkrokový cyklus: V prvním kroku je aminoacyl-trna navázána do A-místa. 5' Obr. 6. Elongace translace

16 Elongace translace (prodlužování řetězce) Při proteosyntéze je neustále opakován tříkrokový cyklus: V prvním kroku je aminoacyl-trna navázána do A-místa. Ve druhém kroku dochází ke vzniku peptidové vazby mezi prodlužujícím se řetězcem a přicházející aminokyselinou. 5' Obr. 6. Elongace translace

17 Elongace translace (prodlužování řetězce) Při proteosyntéze je neustále opakován tříkrokový cyklus: V prvním kroku je aminoacyl-trna navázána do A-místa. Ve druhém kroku dochází ke vzniku peptidové vazby mezi prodlužujícím se řetězcem a přicházející aminokyselinou. Ve třetím kroku se ribosom posune o 3 nukleotidy podél. trna bez navázané aminokyseliny se uvolní z E-místa a trna z A- místa se přenese do P-místa. E P A 5' Obr. 6. Elongace translace

18 Elongace translace (prodlužování řetězce) Vazba trna s připojenou aminokyselinou do volného A-místa (1. krok elongace). Vznik peptidové vazby (2. krok elongace). Posun chromosomu a uvolnění volné trna (3. krok elongace). aa 5 aa 5 E P A 5' Obr. 6. Elongace translace

19 Elongace translace (prodlužování řetězce) Rostoucí peptidový řetězec 5' je překládána ve směru 5' a nejprve vzniká N-konec proteinu. Celý cyklus všech tří kroků je opakován při každém předávání nové aminokyseliny do polypeptidového řetězce, dokud ribosom nenarazí na stop-kodon. 5' Posun o tři nukleotidy 5' aa 5 Polypeptidový řetězec roste směrem od N- konce k C-konci. 5' Obr. 7. Elongace translace (Schéma) trna aa 5 5'

20 Terminace translace Konec proteinu je signalizován přítomností jednoho ze tří terminačních neboli stop kodonů (UAA, UAG nebo UGA). Těmto kodonům není přiřazená žádná aminokyselina. Místo trna se na stop kodon v A-místě vážou tzv. terminační faktory, které mění aktivitu peptidyltransferasy tak, že místo aminokyseliny použije molekulu vody pro uvolnění karboxylového konce hotového polypeptidového řetězce z trna v P-místě. Uvolňovací faktor aa 5 5' UAA Obr. 8. Terminace translace

21 Terminace translace Konec proteinu je signalizován přítomností jednoho ze tří terminačních neboli stop kodonů (UAA, UAG nebo UGA). Těmto kodonům není přiřazená žádná aminokyselina. Místo trna se na stop kodon v A-místě vážou tzv. terminační faktory, které mění aktivitu peptidyltransferasy tak, že místo aminokyseliny použije molekulu vody pro uvolnění karboxylového konce hotového polypeptidového řetězce z trna v P-místě. H 2 O aa 5 COOH Protein se uvolňuje do cytoplasmy. 5' E P A UAA Obr. 8. Terminace translace

22 Terminace translace Po skončení proteosyntézy je odpojena od ribosomu a dojde k disociaci obou podjednotek ribosomu, které se mohou navázat na jinou molekulu a začít novou transkripci. 5' UAA Obr. 8. Terminace translace

23 Met Malá ribosomální podjednotka s navázanými iniciačními faktory 5' AUG Vazba na Rostoucí peptidový řetězec 5' aa 5 UAA 5' Obr. 9. Iniciace, elongace, a terminace translace Met 5' AUG 5' aa 5 Uvolňovací faktor UAA 5' 5' Met Velká ribosomální podjednotka AUG Posun o tři nukleotidy 5' H 2 O aa 2 aa 5 UAA 5' Met 5' AUG aa AminoacyltRNA aa 5 5' aa NH 1 2 aa 2 aa 5 COOH UAA 5' Vznik peptidové vazby 5' Met aa AUG trna aa 5 5' UAA 5'

Podobné dokumenty

Translace (druhý krok genové exprese)

Translace (druhý krok genové exprese) Od RN k proteinu Milada Roštejnská Helena Klímová 1 enetický kód trn minoacyl-trn-synthetasa Translace probíhá na ribosomech Iniciace translace Elongace translace