Translasyon

Translasyon, transkripsiyon sonucu oluşan mRNA'lardaki koda uygun olarak ribozomlarda gerçekleştirilen amino asit zinciri veya polipeptit sentezi sürecidir, daha sonra üretilen amino asit zinciri veya polipeptit uygun bir şekilde katlanarak etkin bir protein haline gelmektedir. Translasyon, (gen ekspresyonu sürecinin bir parçası olan) protein biyosentezinin ilk aşamasıdır. 4 harfli (A, C, G ve T) DNA dilindeki mesajın 20 harfli amino asid diline çevrilmesinden ötürü, İngilizce terminolojide "çeviri" anlamına gelen translation sözcüğü kullanılmaktadır. Bu terim Türkçeye translasyon olarak geçmiştir. Translasyon hücrenin sitoplazmasında gerçekleşir. Sitoplazmada bulunan iki ribozom alt birimi translasyon sırasında mRNA zincirinin 5' ucuna bağlanır. Ribozom üzerindeki bağlanma bölgelerinde, mRNA'daki baz üçlülerini (kodon) tRNA'daki tamamlayıcıları olan antikodonlara bağlar. mRNA'daki kodonlara karşılık gelen antikodonu bulunduran tRNA'ların art arda eklenmesi sırasında tRNA'nın 3' ucuna bağlanmış olan amino asitler birbirine bağlanarak polipeptit zincirini oluşturur.

Çoğu durumda, ribozom/mRNA kompleksi granülsüz endoplazmik retikulumun zarına bağlanır ve üretilen polipeptidi, daha sonra veziküller ile taşınması ve hücre dışına salgılanması için endoplazmik retikulum içine bırakır. Taşıyıcı RNA, ribozomal RNA ve küçük çekirdek RNA'sı gibi transkribe edilmiş birçok RNA türünün proteine translasyonu yapılmaz.

Translasyon dört aşamada gerçekleşir: etkinleşme, başlama, uzama (elongasyon) ve sonlanmadır (terminasyon) (bunların hepsi translasyonun ürünü olan amino asit zinciri veya polipeptidin büyümesi ile ilgilidir).

Etkinleşme sırasında, doğru amino asit doğru taşıyıcı RNA'ya kovalent olarak bağlanır. Amino asit karboksil grubundan, bir peptit bağı aracılığıyla tRNA'nin 3' OH ucuna bağlanır. tRNA'ya bağlanmış amino asit varsa, bu tRNA'lar "yüklü" olarak adlandırılır. Başlama, başlama faktörlerinin (IF) yardımıyla ribozom alt birimlerinin mRNA'nın 5' ucuna bağlanmasıyla olur.

Polipeptidin sonlanması ribozomun A bölgesine bir bitiş kodonunun (UAA, UAG veya UGA) ilişmesiyle olur. Hiçbir tRNA bu kodonu algılayamaz ve bu kodona bağlanamaz. Bitiş kodonu, ribozom/mRNA kompleksini ayırma isteğini bildiren serbest bırakıcı proteinin bağlanmasını sağlar.

Birçok antibiyotik translasyonu engelleme suretiyle çalışır; bu antibiyotikler anisomisin, sikloheksimit, klorafenikol, tetrasiklin, streptomisin, eritromisin ve puromisin içerir. Prokaryotik ribozomların yapısı ökaryotik olanlardan farklıdır, bu sayede antibiyotikler özel olarak bakteri enfesiyonlarını hedef alıp, ökaryot konak hücrelerine bir zarar vermeden çalışabilirler.

mRNA, DNA'dan aldığı genetik bilgiyi ribonükleotid diziliminde kodlanmış olarak ribozomlara taşır. Ribonükleotitler, kodon olarak adlandırılan nükleotid üçlüleri dizisi olarak "okunur". Her üçlü, belirli bir amino asidin kodlanmasını sağlar.

Bu kod ribozomlarda belirli bir amino asit dizilimine çevrilir. Ribozom, rRNA ve proteinlerden oluşmuş birden fazla alt birimi bulunan bir yapıdır. Ribozomlar amino asitlerin birleştirilerek proteinlerin yapıldığı bir "fabrika"dır. tRNA'lar amino asitleri ribozomlara taşıyan, küçük, kodlanmayan RNA zincirleridir (74-93 nükleotitten oluşurlar). tRNA'lar amino asitlerin bağlanması için bir bölgeye ve bir de antikodon içeren bir bölgeye sahiptir. Antikodonlar, taşıdıkları amino asitleri kodlayan mRNA üçlülerinin (yani kodonların) tamamlayıcıları olan RNA üçlüleridir.

Aminoasil tRNA sentetaz (bir enzim), belirli tRNAlar ve antikodonlarının çağırdığı amino asitler arasındaki bağı katalizler. Bu tepkimenin ürünü bir adet aminoasil-tRNA molekülüdür. Aminoasil-tRNA, mRNA kodonlarının tamamlayıcı tRNA antikodonları ile eşleştirildiği ribozom içinde yolculuk eder. Daha sonra tRNA'ların taşıdığı amino asitler protein oluşturmada kullanılır. Proteinlerin translasyonu için gerekli olan enerji fazladır. Örneğin n adet amino asit içeren bir proteinin translasyonu için gereken yüksek enejili Fosfat bağlarının sayısı 4n+1'dir . Translasyonun hızı değişmektedir; prokaryotik hücrelerde (saniyede 17-21 amino asit kalıntısına kadar), ökaryotik hücrelere göre (saniyede 6-9 amino asit kalıntısına kadar) belirgin bir şekilde yüksektir.

Proteinlerin, üçüncül yapıları olarak adlandırılan 3B yapıları gibi diğer yönleri sadece gelişmiş algoritmalar ile tahmin edilebilirken, birincil yapı olarak adlandırılan amino asit dizilimi yalnızca translasyon tablosunun yardımıyla nükleik asit dizilimine bakılarak tespit edilebilir.

This approach may not give the correct amino acid composition of the protein, in particular if unconventional amino acids such as selenocysteine are incorporated into the protein, which is coded for by a conventional stop codon in combination with a downstream hairpin (SElenoCysteine Insertion Sequence, or SECIS).

There are many computer programs capable of translating a DNA/RNA sequence into a protein sequence. Normally this is performed using the Standard Genetic Code; many bioinformaticians have written at least one such program at some point in their education. However, few programs can handle all the "special" cases, such as the use of the alternative initiation codons. For example, the rare alternative start codon CTG codes for Methionine when used as a start codon, and for Leucine in all other positions.

Transkripsiyon çekirdekte gerçekleşir ve mRNA translasyonu olduğu sitoplazmaya aktarılmadan önce pre-mRNA meydana getirilir. Daha sonra RNA işlenmesiyle son mRNA sentezlenir. Başlangıçtaki RNA kopyası için PRİMER TRANSKRİPT kullanılır.