Translatsioon

Initsiatsioon

Initsiatsiooni käigus moodustub vastavatest ribosoomi alaühikutest, initsiaator-tRNAst ja mRNA-st ribosoomi 70S kompleks. Funktsioneeriva kompleksi moodustumiseks on vajalikud nn. initsiatsioonifaktorid (IF-1, IF-2, IF-3). Initsiatsiooni alustab mRNA seondumine 30S alaühikuga, alaühik seondub mRNA puriinirikka piirkonna külge, mis asetseb enne AUG startkoodonit. Seda piirkonda nimetatakse Shine Dalgarno järjestuseks ning see on komplementaarne 30S alaühikus asuva rRNA järjestusega. Järgmisena katalüüsib IF-2 initsiaator-tRNA seondumist ribosoomi P-saiti. Pärast seda toimub 30S ja 50S alaühikute ühinemine, mille käigus eemaldub IF-2 initsiaator-tRNA küljest, kasutades GTP energiat. Kui see protsess on lõppenud, on moodustunud funktsioneeriv 70S ribosoomi kompleks.

Elongatsioon

Elongatsiooni käigus toimub aminohapete liitmine peptiidahelasse. Selleks, et elongatsioon saaks toimida, on vajalik aminoatsüül-tRNAde kättesaadavus ning elongatsioonifaktorid (EF-Tu, EF-Ts, EF-G). Elongatsiooni alguses on A- ja E-sait tühi, P-saidis on initsiaator-tRNA. Elongatsioonil seonduvad aminoatsüül-tRNAd ribosoomi A-saiti, seda katalüüsib EF-Tu, mis on koodonspetsiifiline. Õige aminoatsüül-tRNA seondumisel sünteesitakse peptiidside ribosoomi P-saidis asuva aminohappe ja A-saidis asuva aminohappe vahel. Selle tulemusel jääb P-saiti deatsüül-tRNA ning A-saidis on peptiidahel, mis on seotud tRNA-ga. Pärast seda liigub nüüd juba deatsüül-tRNA P-saidist E-saiti, kus ta vabaneb ribosoomist ning A-saiti saab seonduda uus aminoatsüül-tRNA. Seda liikumist katalüüsib EF-G. See protsess jätkub, kuni A-saiti satub stoppkoodon.

Terminatsioon

Stoppkoodoni (UGA, UAG ja UAA) esinemisel ribosoomi A-saidis ühineb sinna vabanemisfaktor. Vabanemisfaktorid (RF–Release Factor) on valgud, mis katalüüsivad peptiidahela vabanemist ribosoomist. Nad jagunevad kahte klassi: klass 1 (RF1, RF2) ja klass 2 (RF3). Esimese klassi vabanemisfaktorid osalevad terminatsioonis ning teise klassi vabanemisfaktorid osalevad ribosoomi taaskasutamisel. RF1 tunneb ära UAG koodonit ja RF2 tunneb ära UGA koodonit, mõlemad tunnevad ära UAA koodonit. Vabanemisfaktor (RF1;RF2) seondub A-saiti, kus nende valguline antikoodoni piirkond interakteerub mRNA koodoni piirkonnaga. Vabanemisfaktori õnnestunud seondumisel katalüüsib ta peptiidahela vabanemist ribosoomist.

Ribosoomi taaskasutamine

Selleks, et ribosoom saaks uuesti sünteesima hakata, peab ta uuesti kaheks alaühikuks jagunema. Tema A-saidist tuleb eemaldada vabanemisfaktor, mis katalüüsis peptiidahela vabanemist ribosoomist, ning P-saidist deatsüül-tRNA, mille küljest vabastati peptiidahel. Seda protsess nimetatakse ribosoomi taaskasutamiseks (recycling). Kõigepealt seondub ribosoomiga RF3, mis GTP energiat kasutades vabastab vabanemisfaktori ribosoomi A-saidist. Pärast seda seondub ribosoomiga RRF valk (RRF – Ribosome Recycling Factor), mis koos EF-G-ga vabastab mRNA ja deatsüül-tRNA ribosoomist ning eraldab 30S ja 50S alaühikud üksteisest.

Initsiatsioon

Jaguneb kaheks: otsast sõltuvaks ja otsast mittesõltuvaks.

Otsast sõltuv initsiatsioon

Initsiatsiooniks vajalike initsiatsioonifaktorite arv eukarüootidel on palju suurem kui prokarüootidel. Tähtsad on ka faktorite omavahelised interaktsioonid. Eukarüootsed initsiatsioonifaktorid on: eIF1, eIF2, eIF3, eIF4, eIF5 ja eIF6. eIF1 ja eIF3 takistavad väikese alaühiku ühinemist suure alaühikuga ning on seotud 40S alaühikuga. eIF2 sarnaneb prokarüootse IF2-ga, ta osaleb initsiaator-tRNA sidumisel 40S alaühiku P-saiti ning GTP energiat kasutades dissotseerub koos eIF1 ja eIF3-ga, et alaühikud saaksid ühineda. eIF4 on RNA helikaas, mis vähendab mRNA sekundaarstruktuure, et väiksel alaühikul oleks võimalik seonduda. eIF5 on kofaktor alaühikute ühinemisel. eIF6, nagu eIF3, takistab alaühikute ühinemist, kuid seondub 60S külge.
mRNA 5’otsas on seondumiskohad, kuhu vastavate valguliste faktorite olemasolul seondub 40S alaühik. Kuna mRNA seondumine võtab aega, on 40S seotud eIF-3ga, mis takistab 60S alaühiku ühinemist 40S-ga. Järgmisena seondub väikse alaühikuga initsiaator-tRNA, mille ühinemine on sarnane prokarüootsete organismide omaga, ainult katalüüsi viib läbi eIF-2. Pärast seda hakkab kogu kompleks liikuma mööda mRNA-d, otsides startkoodonit. Startkoodoni leidmisel seonduvad 40S ja 60S alaühikud, moodustades 80S kompleksi.

Otsast mittesõltuv initsiatsioon

Otsast mittesõltuv initsiatsioon ei vaja kindlat regiooni mRNA-s, et seondumine väikese alaühikuga oleks võimalik. On vajalik, kui rakk peab sünteesima teatud valke mittesobilikes tingimustes.

Elongatsioon

Protsess sarnaneb prokarüootsete organismide omaga, kuid on aeglasem tänu kontrollmehhanismidele. Eukarüootides ei ole võimalik translatsiooni enne alustada, kui mRNA modifikatsioon on lõpuni viidud. Eukarüootsete organismide elongatsioonifaktorid erinevad prokarüootsetest analoogidest. eEF-1 koosneb kahest osast: α, mis on analoogne EF-Tu-ga, ning βγ, mis sarnaneb EF-Ts-ga. eEF-2 on analoogne prokarüootse EF-G-ga.

Terminatsioon

Terminatsioon sarnaneb väga prokarüootsete organismide omaga. 1. klassi vabastusfaktoreid on ainult üks, eRF1, mis tunneb ära kõiki kolme stoppkoodonit.