If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Agar veb-filtrlardan foydalanayotgan boʻlsangiz *.kastatic.org va *.kasandbox.org domenlariga ruxsat berilganligini tekshirib koʻring.

Asosiy kontent

Biologiya

Course: Biologiya > Unit 15

Lesson 3: Translyatsiya
Tabiiy fanlar
Biologiya
Markaziy dogma (DNKdan RNKga, RNKdan oqsilga)
Translyatsiya
© 2023 Khan AcademyFoydalanish shartlariMaxfiylik siyosatiCookie Notice

Translyatsiya bosqichlari

Google sinfxona
Polipeptidlar (oqsillar) qanday shakllanishi bilan chuqurroq tanishish. Initsiatsiya, elongatsiya va terminatsiya.

Kirish

Antibiotiklar bakteriyalarni qanday nobud qiladi, masalan, organizmga infeksiya tushganda? Turli xil antibiotiklar turli yoʻl bilan taʼsir qiladi, ammo ayrimlari bakteriya hujayralaridagi asosiy jarayonlarga taʼsir koʻrsatadi: yangi oqsil sintez qilish qobiliyatini yoʻqotadi.
Molekulyar biologiya tili bilan aytganda, antibiotiklar translyatsiya jarayonini bloklaydi. Translyatsiya jarayonida hujayra iRNKdan maʼlumotlarni oʻqiydi va undagi maʼlumot hisobiga yangi oqsil sintezlaydi. Normal bakteriya hujayrasida translyatsiya xuddi odam organizmi hujayralaridagi singari doimiy ravishda sodir boʻlib turadi. Bu tiriklikning (bakteriyalar uchun ham) asosiy shartidir.
Agar maʼlum turdagi antibiotik qabul qilinsa (masalan, eritromitsin), antibiotik molekulasi bakteriya hujayrasidagi asosiy jarayonlarni bloklaydi va ularni toʻxtatadi. Oqsil sintezlanmagani uchun bakteriya hujayrasi faoliyati toʻxtaydi va hattoki nobud boʻladi. Shu sababli antibiotiklar bilan davolanganda organizm bakteriyalardan tozalanadi.1,2
Tiriklikni saqlash uchun hujayralarga translyatsiya jarayoni zarur va uning qanday ishlashini tushunish (biz uni antibiotiklar bilan bloklab qoʻyishimiz mumkin) bizni bakterial infeksiyalardan xalos qilishi mumkin. Keling, translyatsiyaning qanday amalga oshirilishini birinchi bosqichdan to yakuniy mahsulotgacha batafsil koʻrib chiqamiz.

Translyatsiya: katta jarayon

Translyatsiya informatsion RNK (iRNK)dagi maʼlumotni polipeptid yoki aminokislotalar zanjiri sintezi uchun dekodlash va oʻqish jarayonlarini oʻz ichiga oladi. Koʻp jihatdan polipeptid shunchaki oqsilga oʻxshaydi (texnik jihatdan farqi shundaki, ayrim katta oqsillar bir nechta polipeptid zanjirlaridan iborat).

Genetik kod

iRNKda oqsil strukturasi toʻgʻrisidagi maʼlumot kodonlar deb nomlangan uchtalik nukleotidlar guruhi koʻrinishida boʻladi. Kodonlarning ayrim xususiyatlari:
  • Aminokislotalar uchun 61 turdagi kodonlar mavjud
  • Uchta “stop” kodon polipeptid sintezi yakunlanganini belgilaydi
  • AUG translyatsiya boshlanishi uchun zarur “start” kodoni hisoblanadi (metionin aminokislotasini kodlaydi)
iRNK kodoni va aminokislota oʻrtasidagi bu bogʻliqlik genetik kod deb nomlanadi (bu mavzu bilan genetik kod maqolasida tanishishingiz mumkin).

Aminokislotalarning kodonlari

Translyatsiyada iRNK kodonlari transport RNK yoki tRNK tomonidan maʼlum tartib bilan (5ʼ-3ʼ yoʻnalishda) oʻqiladi.
Har bir tRNK antikodonga – uchta nukleotiddan iborat guruhga ega boʻlib, iRNKdagi kodonlar bilan asos juftlashuvi orqali bogʻlanadi. tRNKning ikkinchi uchiga kodonga mos aminokislota birikadi.
Ribosoma iRNKning aminokislotalarni tashuvchi tRNK bilan taʼsirlashishini taʼminlaydi. Ribosomada tRNK bogʻlanadigan uchta nuqta bor: A, P va E sayt. A sayt tRNKdan aminokislotani qabul qilib oladi. P sayt sintezlanayotgan polipeptidni tashuvchi tRNKni ushlab turadi (birinchi aminokislota metionin (Met)). E sayt bu boʻsh tRNK birikadigan nuqta, yaʼni polipeptidning boshqa tRNKga oʻtkazilganini bildiradi (hozircha u P saytda joylashgan). Rasmda boʻsh tRNK allaqachon E saytini tark etgan va shu sababli koʻrsatilmagan.
Rasm manbasi: “Translyatsiya: 3-rasm”, OpenStax College, Biology (CC BY 4.0).
tRNK oqsil va RNKdan iborat ribosoma tuzilmalaridagi iRNKlarga bogʻlanadi. tRNK ribosomadagi boʻshliqqa kirib, kodonlar bilan bogʻlangani sababli aminokislotalar kimyoviy reaksiyada oʻsib borayotgan polipeptid zanjiri bilan bogʻlanadi. Oxir-oqibat aminokislotalar ketma-ketligi iRNKdagi kodonlarning ketma-ketligini aks ettiradigan polipeptidga aylanadi.
I-RNK ketma-ketligi:
5ʼ-AUGAUSUSGUAA-5ʼ
Translyatsiya jarayoni i-RNK nukleotidlaridagi maʼlumotlarning triplet koʻrinishida oʻqilishi hisoblanib, har bir guruh bitta aminokislotani belgilaydi (yoki translyatsiya tugashini bildiruvchi toʻxtash signali vazifasini bajaradi).
5ʼ-AUG AUS USG UAA-5ʼ
AUG → Metionin AUS → Izoleysin USG → Serin UAA → “Stop”
Polipeptid ketma-ketligi: (N-terminal) metionin-izoleysin-serin (C-terminal)
Bu – translyatsiyaning umumiy sxemasi. Ammo translyatsiya qanday boshlanadi, davom etadi va tugaydi degan savol tugʻiladi. Keling, koʻrib chiqamiz.

Translyatsiya: boshlanishi, oʻrtasi va oxiri

Har bir kitob yoki kinofilmning boshi, oʻrtasi va oxiri boʻladi. Translyatsiya ham shu kabi uchta qismdan iborat, lekin ularning nomlari biroz farq qiladi: initsiatsiya, elongatsiya va terminatsiya.
  • Initsiatsiya (“boshlanish”): bu bosqichda ribosomalar iRNK va birinchi tRNK bilan birlashadi va translyatsiya boshlanadi.
  • Elongatsiya (“oʻrtasi”): bu bosqichda aminokislotalar tRNK tomonidan ribosomaga tashib keltiriladi va zanjir hosil qilinadi.
  • Terminatsiya (“oxiri”): oxirgi bosqichda yigʻilgan polipeptid zanjiri hujayraga chiqariladi va oʻz vazifasiga kirishadi.
Keling, har bir bosqich qanday kechishini toʻliqroq koʻrib chiqamiz.

Initsiatsiya

Translyatsiya boshlanishi uchun bir nechta muhim “ingrediyentlar” kerak. Bular quyidagilardan iborat:
  • Ribosoma (katta va kichik subbirliklardan iborat boʻlgan)
  • Oqsil tuzilishi haqida maʼlumotga ega boʻlgan iRNK
  • Birinchi aminokislota boʻlgan metioninni tashib yuruvchi “initsiator” tRNK
Initsiatsiya jarayonida yuqoridagi qismlar darhol bir joyga yigʻiladi. Birgalikda ular initsiatsiya kompleksini hosil qiladi va bu toʻplam yangi oqsil sintezini boshlaydi.
Bizning hujayralarimiz (va boshqa eukariot hujayralar)da initsiatsiya quyidagicha kechadi: birinchidan, metioninni tashuvchi tRNK ribosomaning kichik subbirligiga birikadi. Birgalikda ular (yadroda ishlov berish paytida biriktirilgan) 5ʼ GTF qalpogʻini tanib, iRNKning 5ʼ uchiga bogʻlanadi. Keyin ular iRNK boʻylab 3ʼ yoʻnalish boʻyicha “harakatlanadi”, boshlangʻich kodonga yetib borganida toʻxtaydi (odatda birinchi AUG aminokislotasi keladi, lekin har doim ham emas).6
Eukariot translyatsiya initsiatsiyasi:
  1. Kichik ribosomal subbirlik va initsiator tRNK (metionin tashuvchi)dan iborat kompleks iRNKning 5ʼ qalpoq qismiga bogʻlanadi.
  2. Kompleks 5ʼ-3ʼ yoʻnalish boʻyicha tekshirib chiqadi va start (AUG) kodonini topadi.
  3. Initsiator tRNK start kodonga bogʻlanadi.
  4. Katta ribosomal subbirlik initsiatsiya kompleksi hosil qilish uchun iRNK, initsiator tRNK va kichik ribosomal subbirlik bilan bir joyga yigʻiladi. Initsiator tRNK ribosomaning P saytida joylashadi.
Bu bosqichlarning kechishiga initsiatsiya faktorlari yordam beradi (rasmda berilmagan).
Diagramma Bergʻdagi chizmaga asoslangan.1
Bakteriyalarda bu jarayon biroz boshqacha. Ularda kichik ribosomal subbirlik iRNKning 5ʼ uchidan 3ʼ uchiga qarab harakatlanmaydi. Buning oʻrniga u toʻgʻridan toʻgʻri iRNKdagi muayyan ketma-ketlik bilan bogʻlanadi. Bu Shayn-Dalgarno ketma-ketligi start kodonlardan oldin keladi va ularni ribosomaga “yoʻnaltirib” beradi.
Bakterial translyatsiya initsiatsiyasi:
Bakterial iRNKda G/A nukleotidlariga boy Shayn-Dalgarno deb nomlangan start kodon (AUG)dan biroz oldinroqda joylashgan (5ʼ) ketma-ketlik mavjud. Kichik ribosomal subbirlik Shayn-Dalgarno ketma-ketligini taniydi va bogʻlanadi. Bundan tashqari, kichik subbirlik initsiator tRNK (Met)ga ham bogʻlanadi. Yuqorida qayd etilganidek, kichik subbirlik ayrim hollarda dastlab iRNKga (keyin initsiator tRNKga) bogʻlanishi, ayrim hollarda esa teskarisi boʻlishi ham mumkin (initsiator tRNKga, keyin iRNKga bogʻlanadi). Ushbu hodisalarning tartibi tasodifiy boʻlishi mumkin degan taxminlar bor.
Ushbu tarkibiy qismlar birlashgandan soʻng, katta ribosomal subbirlik ularga qoʻshiladi. iRNK bilan bogʻlangan ribosoma va initsiator tRNK initsiatsion kompleksni hosil qiladi. Initsiator tRNK yigʻilgan ribosomaning P saytida joylashgan.
Bakteriya fMet (kimyoviy oʻzgarishga uchragan metionin)dan birinchi aminokislota sifatida foydalanadi.
Shayn-Dalgarno ketma-ketligi nima uchun kerak? Bakterial genlar odatda guruh (operon)lar koʻrinishida transkripsiya qilinadi, shuning uchun bitta bakterial iRNK bir nechta genlar uchun kodlash ketma-ketligini oʻz ichiga olishi mumkin. Shayn-Dalgarno ketma-ketligi har bir kodlash ketma-ketligining boshlanishini belgilaydi va ribosomaga har bir gen uchun toʻgʻri boshlangʻich kodonini topishiga imkon beradi.
Eukariot hujayra:
  • Yadro ichida RNK sintezlanishi uchun DNK transkripsiyasi amalga oshiriladi. Boshlangʻich RNK esa sitozolga chiqishi uchun qoʻshimcha jarayonlardan oʻtib, yetuk iRNKga aylanishi zarur.
  • iRNK faqatgina bitta kod ketma-ketligini oʻz ichiga oladi (bitta polipeptidni kodlaydi).
Bakteriya hujayrasi:
  • Sitozolda iRNK sintezi uchun DNK transkripsiya qilinadi. Ribosomalar translyatsiyani iRNK transkripsiyasi tugamasdan boshlab yuborishi mumkin. Transkripsiyadan keyingi ishlov berish bosqichlari unchalik ahamiyatga ega emas.
  • iRNK uchta gendan olingan uchta kodlovchi ketma-ketlikka ega, har biri oʻziga tegishli polipeptidni belgilaydi.

Elongatsiya

Translyatsiyaning oʻrta bosqichi oʻz nomiga mos: elongatsiya – polipeptid zanjirning uzayish bosqichi.
Aslida zanjir oʻsishi qanday amalga oshadi? Buni bilish uchun elongatsiyaning birinchi bosqichini koʻrib chiqamiz – boshlangʻich kompleks hosil boʻlgan, ammo aminokislotalar hali zanjirga bogʻlanmagan.
Dastlab metionin tashuvchi tRNK ribosomaning oʻrta boʻshligʻida P saytidan boshlaydi. Keyinchalik yangi kodon uning yonidagi A saytga joylashtiriladi. Ushbu sayt antikodoni kodon bilan mos keladigan navbatdagi tRNK uchun “qoʻnadigan sayt” hisoblanadi.
Elongatsiyaning birinchi bosqichida kelgan aminokislota ribosomaning P saytida joylashgan metioninga birikadi. Buning natijasida polipeptid zanjir uzayishi boshlanadi. Elongatsiyaning bu uchta bosqichi quyida taʼriflangan.
1) Kodonni tanish bosqichi: antikodonga ega boʻlgan tRNK A saytda joylashgan komplimentar iRNKga bogʻlanadi. GTF parchalanishidan hosil boʻlgan energiya kodonni tanib olishdagi aniqlikni oshiradi.
2) Peptid bogʻ hosil boʻlishi: peptid bogʻ yangi kelgan aminokislota (tRNK tomonidan A saytga olib kelinadi) va metionin (initsiatsiya bosqichida tRNK vositasida P saytga birikadi) oʻrtasida hosil boʻladi. Ushbu harakat polipeptidni (ikkita bogʻlangan aminokislotani) P saytidagi tRNKdan A saytidagi tRNKga oʻtkazadi. P saytidagi tRNK endi “boʻsh”, chunki u polipeptid tutmaydi.
3) Translokatsiya: ribosoma iRNK boʻylab 3ʼ oxir tomon kodonma-kodon siljib boradi. Bu A saytdagi tRNKni P saytga, P saytdagi tRNKni esa E saytga siljitadi. Keyin E saytdagi boʻsh tRNK ribosomadan chiqadi.
Mos keladigan tRNK A saytiga kirgandan soʻng, bitta aminokislotani boshqasiga bogʻlaydigan peptid bogʻi paydo boʻladi. Ushbu qadam metioninni birinchi tRNKdan A saytida joylashgan ikkinchi tRNKdagi aminokislota ustiga oʻtkazadi.
Demak, bizda ikkita aminokislotadan iborat (juda mayda) polipeptid bor! Metionin polipeptidning N-terminalini, boshqa aminokislota esa C-terminalini tashkil etadi.
Ammo... ehtimol, ikkita aminokislotadan koʻra koʻproq aminokislotaga ega polipeptid sintezlanishi mumkin. Qanday qilib zanjir oʻsishda davom etadi? Peptid bogʻi hosil boʻlgach, iRNK ribosoma orqali bitta kodon yuqoriga qarab tortiladi. Ushbu siljish birinchi boʻsh tRNKning E (“chiqish”) sayti orqali chiqishiga imkon beradi. Bundan tashqari, A saytida yangi kodon paydo boʻladi, shuning uchun butun sikl takrorlanadi.
Shu tariqa takrorlanadi... bir nechtadan 33000 tagacha boʻlishi mumkin. Muskullarda topilgan titin oqsili eng uzun polipeptid boʻlib, 33000 aminokislotadan iborat8,9.

Terminatsiya

Hamma narsaning yakuni boʻlgani singari, polipeptid zanjiri hosil boʻlishining ham yakuni mavjud. Translyatsiya jarayonining yakuni terminatsiya deyiladi. Terminatsiya jarayoni iRNKning stop kodonlari (UAA, UAG yoki UGA) A saytga kirganida sodir boʻladi.
Stop kodonlar (tRNK boʻlmasa ham) P saytga mos keladigan relizing faktorlari deb nomlangan oqsillar tomonidan taniladi. Relizing faktorlar odatda peptid bogʻlarini tashkil etadigan ferment bilan bogʻliq: ular zanjirning oxirgi aminokislotasiga suv molekulasini biriktiradi. Ushbu reaksiya zanjirni tRNKdan ajratadi va yangi hosil boʻlgan oqsil chiqariladi.
Keyin-chi? Yaxshiyamki, translyatsiya “anjomlari” koʻp marta qayta ishlatishga moʻljallangan. Kichik va katta ribosomal subbirliklar va iRNK bir-biridan ajralib chiqqandan soʻng, har bir element translyatsiyaning boshqa turida qatnashishi mumkin (bu odatda tez amalga oshiriladi).

Xotima: protsessing

Endi polipeptid barcha aminokislotalarga ega – bu uning hujayradagi oʻz ishini bajarishga tayyorligini anglatadimi?
Unchalik emas. Polipeptidlar koʻpincha qayta ishlovga muhtoj. Tranlyatsiya paytida va undan keyin aminokislotalar kimyoviy jihatdan oʻzgartirilishi yoki olib tashlanishi mumkin. Yangi polipeptid aniq 3D (uch oʻlchamli) strukturaga aylanadi va boshqa polipeptidlar bilan koʻp qismli oqsil hosil qilishi mumkin.
Koʻpgina oqsillar oʻz-oʻzidan kerakli shaklga ega boʻlib qoladi, lekin baʼzi oqsillar kerakli shaklga kirishi uchun yordamchi oqsillar (“shaperonlar”) zarur boʻladi.
Ayrim oqsillar ularni hujayraning kerakli joyiga joʻnatishga yordam beradigan aminokislotalar ketma-ketligiga ega. Bu ketma-ketliklar N- yoki C-terminallari yaqinida joylashadi. Ular polipeptid manziliga yetishi uchun “chipta” sifatida ishlatiladi. Bu haqida toʻliqroq maʼlumotga ega boʻlish uchun oqsilni nishonlash maqolasi bilan tanishib chiqing.

Muhokamaga qoʻshilmoqchimisiz?

Kirish
Hozircha izohlar yoʻq.
Ingliz tilini tushunasizmi? Khan Academyʼning inglizcha saytida boʻlayotgan muhokamalarni koʻrish uchun shu yerga bosing.