TRANSLASYON

 Bir gen kopyalandıktan (ve ökaryotik bir gense işlendikten) sonra, kodu çözülmeye hazırdır. Çeviri, bir proteinin sentezini yönlendirmek için mRNA'daki nükleotid dizisini kullanan sitozoldeki büyük moleküler kompleksler olan ribozomların işidir. Bu işleme çeviri diyoruz çünkü “dil” “nükleik asit”ten “protein”e dönüşüyor.

Ribozom, birkaç rRNA molekülünden oluşan bir çekirdeğin yüzeyinde noktalı düzinelerce küçük protein içeren karmaşık bir moleküler makinedir. Ökaryotik ribozomlar, prokaryotik ribozomlardan biraz daha büyük ve daha karmaşıktır, ancak tüm ribozomlar benzer bir yapıya sahiptir ve aynı temel işlemleri gerçekleştirir. Tipik bir E. coli hücresi yaklaşık 20.000 ribozom içerir (kütlesinin %20'si) ve bir memeli hücresi 10 milyon ribozom içerebilir; bu, hücreler için protein sentezinin önemini gösterir. Bir ribozom, bir mRNA dizisini okumaya nereden başlayacağını nasıl bilir? Ve bir protein oluşturmak için hangi amino asitleri kullanacağını nereden biliyor? Her iki sorunun da cevabı ribozomun bir kod çözme makinesi olduğudur. Mesaj, RNA dizilişinde yazılmıştır ve “kelimeler” kodon adı verilen üç nükleotit kümesidir. Her kodonun belirli bir anlamı vardır. Başlangıç ​​kodonu olan mRNA dizisi AUG, ribozoma bir protein zincirini oluşturmaya nereden başlayacağını söyler. UAA, UAG ve UGA kodonları durdurma kodonlarıdır: ribozoma nerede durması gerektiğini söylerler. Diğer üç nükleotit setinin her biri, proteinlerin yapı taşları olan 20 amino asitten birini kodlar. MRNA'da her biri bir adenin, sitozin, guanin veya urasil bazına sahip dört farklı nükleotit bulunduğundan, 64 olası üç nükleotid kodonu vardır (43=64). Bu 64 kodon, genetik kodu oluşturur. Genetik kod fazlalıktır. Sadece 20 amino asit vardır, bu da amino asitlerden çok daha fazla kodon olduğu anlamına gelir. Bazı amino asitler altı farklı kodon tarafından kodlanır. Çoğu zaman bu, kodonun üçüncü harfinin gerçekten önemli olmadığı anlamına gelir. Örneğin, Şekil 10.8'in sağ alt köşesindeki amino asit glisini (Gly) belirten dört kodonu düşünün. Hepsi GG harfleriyle başlıyor. Bir gende bir GGC kodonunu bir GGA kodonuna dönüştüren bir mutasyon varsa, ribozom yine kodonu "glisin" olarak okuyacaktır ve yeni yapılan protein orijinaliyle aynı olacaktır. Burada fazlalık, gen mutasyonlarının etkilerine karşı bir miktar koruma sağlar. Bazı amino asitlerin birden fazla kodonu olmasına rağmen, her bir kodonun yalnızca bir anlamı vardır, bu nedenle bir ribozomun bir mRNA zincirini tercüme etmesinin tek bir yolu vardır. Ve neredeyse tüm organizmalar, nadir istisnalar arasında sadece birkaç küçük varyasyon dışında aynı genetik kodu kullanır. Genetik kodun evrenselliği, insan genlerini bakteri veya mayaya yerleştirerek incelemeyi mümkün kılar. Bu organizmalar gen dizisini aynı şekilde deşifre eder ve aynı proteini üretir. Tüm organizmaların aynı genetik kodu kullanması, tüm organizmaların ortak bir ata hücresinden türediğini anlamamızın en güçlü argümanlarından biridir. Genetik kod, o atada zaten kurulmuştu ve onun soyundan gelenlerin hepsinde, Dünya'daki tüm canlılarda ileriye taşındı.

Ribozom, mRNA'daki her kodonu bir amino asitle doğrudan eşleştirmez. Bunun yerine, transfer RNA molekülleri (tRNA), amino asitleri bir protein zincirinde birbirine bağlayan ribozoma iletir. Her amino asit için farklı tRNA molekülleri vardır ve her L-şekilli tRNA, bir uca bağlı belirli bir amino asit taşır. tRNA'nın diğer ucunda, antikodon adı verilen üç nükleotid bazı, mRNA kodonundaki üç nükleotid bazıyla eşleşebilmeleri için dışarıyı işaret eder. Burada da urasil ile adenin, sitozin ile guanin çiftleri bulunur. Ribozom çiftlerine ulaşan ilk tRNA molekülü, mRNA'da başlangıç ​​kodonu (AUG) ile çiftleşir ve metionin amino asidini taşır. Sonuç olarak, her protein zinciri metionin ile başlar. İkinci amino asidi protein zincirine eklemek için ribozom, doğru “tRNA-amino asidin gelmesini” beklemek zorundadır. Yani ribozom, bir sonraki mRNA kodonuna uyan bir antikodonu olan bir tRNA molekülünü beklemek zorundadır. Doğru tRNA molekülü ribozoma girdiğinde yerine oturur. Bu, ribozomun, amino asitleri birbirine bağlayan kovalent bağ olan bir peptit bağı oluşturarak birinci amino asidi ikinciye bağlama sinyalidir. Bağlantı oluştuğunda, mRNA bir sonraki kodonu sunmak için ribozom boyunca kayar. Yine protein yapım makinesi, uygun antikodona sahip bir tRNA molekülünün bir amino asitin gelip bir amino asit iletmesini bekler. Olduğunda, zincire üçüncü amino asit eklenir. Peptit bağlarıyla birbirine bağlanan amino asit zincirine polipeptit denir. Ribozom, yalnızca tRNA antikodonu mRNA kodonu ile doğru bir şekilde eşleşirse bir amino asidi bağladığından, proteindeki amino asit dizisi, mRNA'daki nükleotid dizisini yansıtır, bu da t'deki nükleotid dizisini yansıtır. 

Protein zinciri, ribozom bir durdurma kodonuna ulaşana kadar büyür. Bir durdurma kodonu ile eşleşebilen antikodonlu tRNA'lar yoktur, bu nedenle ribozom protein zincirine daha fazla amino asit ekleyemez. Sonunda, bir tRNA molekülü ile aynı boyut ve şekilde küçük bir protein ribozoma kayar. Bu serbest bırakma faktörü, ribozoma çevirinin bittiğini bildirir. Ribozom, tamamlanmış protein zincirinin yanı sıra mRNA'yı da serbest bırakır ve ardından ribozom iki alt birimine ayrılır. Bu noktada ribozom, aynı mRNA üzerinde veya farklı bir mRNA üzerinde yeniden birleşerek başka bir protein zinciri oluşturabilir. Bazı proteinler salındıkları anda çalışmaya hazırdır. Diğerlerinin enzimler, bağlayıcı proteinler, yapısal proteinler, zar taşıyıcıları, sinyal reseptörleri vb. olarak işlev görmeye hazır olmadan önce değiştirilmeleri ve yerlerinin değiştirilmesi gerekir. Örneğin, ilk amino asit olan metionin kesilerek uzaklaştırılabilir. Bazı yeni yapılmış proteinler, nihai hedeflerine ulaşmak için hücre zarlarının içine veya içinden taşınmalıdır - örneğin bir organel veya hücrenin yüzeyi. Ek olarak, her yeni yapılan protein zinciri, bazen şaperonlar olarak bilinen diğer proteinlerin yardımını gerektiren bir süreç olan benzersiz üç boyutlu şekline katlanmak zorundadır. Adından da anlaşılacağı gibi, şaperonlar yeni proteinlere katlanmaları bitene kadar eşlik eder ve yanlış ortaklarla ilişki kurmalarını engeller. Son olarak, bazı protein yapıları birden fazla polipeptit zincirinden oluşur, bu nedenle fonksiyonel bir birim oluşturmak için birkaç zincirin bir araya gelmesi gerekir.