TRANSLACE - SYNTÉZA BÍLKOVIN Translace - překlad genetické informace z jazyka nukleotidů do jazyka aminokyselin podle pravidel genetického kódu. Genetický kód - způsob zápisu genetické informace Kód Morseovy abecedy: a * - b - * * * c - * - * Kód genetické abecedy: nukleotid(y) aminokyselina Problém: 4 typy nukleotidů (r) 20 typů aminokyselin Možnosti: 4 jednotlivé nukleotidy (r) 4 aminokyseliny kombinace 2 nukleotidů (4^2 kombinací) (r) 16 aminokyselin kombinace 3 nukleotidů (4^3 kombinací) (r) 64 aminokyselin F. Crick: adice nebo delece nukleotidů mění sled aminokyselin v bílkovině SYNTETICKÁ RNA: S.Ochoa, M.V.Nirenberg, H.G.Khorana - bezbuněčný systém z bakterií: informační poly-U RNA je translatována jako peptid složený pouze z fenylalaninů: UUUUUUUUUUUUU(r) phe-phe-phe- UAUAUAUAUAUAUA(r)tyr-ile-tyr-ile-tyr Ribosomy - zajišťují prostorovou souhru i časovou dynamiku všech funkčních složek. Dále nutné: GTP, enzymy pomocné faktory: iniciační elongační terminační Genetický kód je třípísmenný AUG - startovací kodon, kóduje methionin (N-formyl-methionin) UAA,UAG a UGA - terminační kodony nebo stopkodony - ukončují translaci Vlastnosti genetického kódu: methionin (AUG) a tryptofan (UGG) mají 1 kodon ostatní aminokyseliny mají dva až šest kodonů 3.báze tripletu má největší variabilitu: ACX threonin, GGX glycin, GCX alanin aj. Genetický kód je univerzální Výjimky: v kvasinkových mitochondriích je čten triplet CUX jako threonin místo leucinu, v buňkách paramecií se čtou stopkodony UAA a UAG jako glutamin. Genetický kód je nepřekryvný PROTEOSYNTETICKÝ APARÁT: mRNA tRNA ribosomy mRNA - nese informaci pro primární strukturu polypeptidového řetězce tRNA - zařazuje molekuly aminokyselin do pořadí podle sledu tripletů v mRNA Ribosomy 2 podjednotky: 50S a 30S (prokaryontní) 60S a 40S (eukaryontní) Specifická místa na povrchu: místo A (aminoacyl) pro vazbu tRNA +amk místo P (peptidyl) pro peptidyl-tRNA místo E (exit), kde tRNA opouští ribosom Funkce ribosomů: umožňují přesnou prostorovou orientaci mRNA a aminoacyl-tRNA (jejich kodonu a antikodonu) a dvou aktivovaných aminokyselin tak, že je plynule čtena genetická informace a překládána do polypeptidu. tRNA (70 - 90 nukleotidů, 26.000 daltonů) rameno aminokyselinové rameno antikodonové Každá z tRNA je uzpůsobena pro nesení pouze jedné z 20 aminokyselin: tRNA^Lys, tRNA^his. Specifitu vazby zajišťuje enzym aminoacyl-tRNA syntetáza mRNA 5´konec vedoucí (leader) sekvence 3´konec koncová sekvence (trailer) Eukaryontní mRNA nese zpravidla transkript jednoho genu Prokaryontní mRNA nese transkripty více genů Operon skupina genů, které jsou přepisovány do jedné molekuly RNA ( transkripční jednotka) Průběh translace: translační komplex: mRNA ribosomální podjednotky tRNA pro první aminokyselinu INICIACE - Iniciační faktory IF1 - IF3 - N-formylmethionin-tRNA^f-met - mRNA v takové orientaci, že se antikodon tRNA^f-met připojí ke startovacímu kodonu mRNA Iniciace v eukaryontních buňkách Elongace - přikládání dalších aminoacyl-tRNA - elongační faktory EF-Tu a EF-Ts - energie ze dvou molekul GTP - peptidyltransferázová aktivita 23S rRNA (ribozym) Terminace jeden ze tří stop kodonů (UAG, UAA nebo UGA) interagují s terminačními faktory Posttranslační modifikace proteinů modifikace kotranslační. - deformylace, - odštěpení aminokyselin - chemické modifikace: (metylace,fosforylace,hydroxylace) Modifikace kotranslační: - tvorba disulfidových můstků - připojení cukerných zbytků za vzniku glykoproteinů - odstranění signálních sekvencí Další postranslační úpravy: - vyštěpení peptidů - přidání prostetických skupin Každý biologicky aktivní protein je vlastně produktem nejméně dvou genů: strukturálního modifikačního Molekulární chaperony asistovaná autoagregace (ribulozo-bifosfát karboxyláza- oxygenáza), tvořena z 16 podjednotek) Hsp proteiny (heat shock proteins) o mol. hmotnosti 60 resp. 70 kD