Friday, August 7, 2009

Уургийн нийлэгжил, үе шат. Рибосом ба тРНХ - ийн бүтэц. Генетик код

• Уургийн нийлэгжилтийн хоёр дахь үе шат бол трансляци юм. Энэ үед боловсорсон мэдээллийн РНХ цитоплазмд орж рибосомтой холбогдон уураг нийлэгждэг. Прокариот эсэд секундэд 10-15 гурвалыг унших хурдтайгаар трансляци явагдана.
• Трансляцийг бүрдүүлэгч дөрвөн хэсэг бий. Аль нэг хэсэг нь байхгүй дутуу тохиолдолд трансляци явагдахгүй,
• Уургийн нийлэгжилтийн хоёр дахь үе шат бол трансляци юм. Энэ үед боловсорсон мэдээллийн РНХ цитоплазмд орж рибосомтой холбогдон уураг нийлэгждэг. Прокариот эсэд секундэд 10-15 гурвалыг унших хурдтайгаар трансляци явагдана.
• Трансляцийг бүрдүүлэгч дөрвөн хэсэг бий. Аль нэг хэсэг нь байхгүй дутуу тохиолдолд трансляци явагдахгүй

Трансляци нь
I. боловсорсон мРНХ
II. рибосомын том, жижиг хэсэг,
III. идэвхжсэн аминхүчилтэй зөөврийн РНХ,
IV. нөхцөлдүүлэгч уургуудын оролцоотой явагддаг.

I. мРНХ -транскрипцийн үед нийлэгжиж процессинг, сплайсингийн үр дүнд боловсорно.

II. Рибосом.
Рибосом нь рРНХ ба олон уургаас бүрдсэн том, бага хоёр хэсгээс тогтдог. Прокариот эукариот эсийн рибосомууд хэмжээний хувьд хоорондоо ялгаатай байна. Прокариот эсийн рибосом 70 S, эукариотынх 80 S байдаг. Прокариот ба эукариот эсийн рибосомын бүтэц Рибосомын гүйцэтгэх үүрэг :
1. Трансляци эхлэхийн өмнө хоёр дэд бүтэц болж сална
2. мРНХ-тай холбогдон гурав гурваар нуклеотидыг уншиж код-эсрэгкодоны хамтын ажиллагааг хангана
3. зРНХ-ийн 3’ төгсгөлийн хоёр аминхүчлийн хооронд пептидын СО-N Н холбоо үүсгэнэ
4. том, бага хэсгүүд нь салж нийлэх (транслокаци) хэлбэрээр мРНХ-ийн дагуу шилжин алхана.

III. Зөөврийн РНХ нь аминхүчлүүдийн тоогоор олон янз байдаг боловч бүтцийн хувьд ижил байна. Ихэнх тохиолдолд 70-90 рибонуклеотидын дарааллаас тогтсон, орон зайн хувьд анхдагч, хоёрдогч, гуравдагч бүтэцтэй байна. Орон зайн хоёрдогч бүтэц анхдагч дан гинжээс үүсдэг. РНХ-ийн дан гинж зарим хэсгээрээ комплементар хэсгүүдээ олж, дундаа устөрөгчийн холбоо үүсгэн хос гинж болдог.
Хамжаа бус хэсэгт D гогцоо, TТCG гогцоо , эсрэгкодоны гогцоо, нийт 3 харагдахуйц гогцоо ба нэг хувьсамтгай гогцоо бий болдог. Гурван гогцоо ойртож навчин хэлбэртэй болоход орон зайн гуравдагч бүтэц үүсдэг. 3’ ба 5’ төгсгөлийн хооронд үүссэн хос гинжийн сүүлд нь ССА гэсэн дараалал байна. Үүнийг бүхэлд нь акцетор гэнэ. Зөөврийн РНХ молекул бүрийн 3’ төгсгөлд ССА дараалал байна. Акцепторын тусламжтай аминхүчлүүд зөөврийн РНХ-тай холбогддог.
3’-5’ -ийн эсрэг талд антикодон буюу эсрэгкодон байрлана. Эсрэгкодоны үүрэг мРНХ-ийн мэдээлэл агуулсан кодыг гурав гурваар зөв уншихад оршино. Цитоплазмд 20 төрлийн аминхүчил, 20 төрлийн зөөврийн РНХ байдаг. Уургийн нийлэгжилтийн өмнө аминхүчлүүд идэвхжин өөр өөрсдийн зөөврийн РНХ-тэй холбогддог. Энэ холболтыг аминоацил-тРНХ синтетаза фермент хийж гүйцэтгэдэг. Аминхүчил бүрд тохирсон аминоацил-тРНХ синтетаза фермент байдаг учир тэр олон төрлийн аминхүчил, зөөврийн РНХ дотроос тухайн аминхүчлийг яг тохируулж зөөврийн РНХ-тэйн зөв холбож өгөх үүрэгтэй.

IY. Трансляцийн нөхцөл бүрдүүлэгч уургууд Инициаци, элонгаци, терминациийн үе шат бүрийн үйл ажиллагааг уургууд хангадаг. Трансляцийн хурд: прокариот эсэд секундэд 10-15 гурвал уншигдаж 3-5 аминхүчил нийлэгжинэ.

Инициаци

Прокариот эсэд. Прокариот эсэд формилметионин зРНХ (formil tRNA met) нь АУГ кодоныг таньж трансляцийг эхлүүлдэг. Заримдаа ГУГ,АУУ,АУА,УУГ гэсэн кодоноос ч эхлэх тохиолдол байна. Инициацийн эхний шатанд уургийн хоёр фактор IF1, IF3 жижиг 30S рибосом мРНХ-ийн АУГ кодоныг таньж холбоо үүсэх нөхцлийг бүрдүүлж өгнө. мРНХ, жижиг рибосом хоёр холбогдсоны дараа АУГ кодоныг таньж зөөврийн РНХ формилметионин ирж суух нөхцлийг уургийн фактор IF2 гүйцэтгэнэ. Эхний аминхүчил формилметионин зөв байсан тохиолдолд том рибосом ирж
сууна. Том 508 рибосом сууж холбогдохын өмнө уургийн факторууд салж одно.

Эукариот эсэд. Инициацийн эхний аминхүчил бол tRNAimet юм. Энэ аминхүчил зөвхөн инициацад оролцоно. Дунд хэсэгт оролцдог метионин бол инициаци гэсэн тодотголгүй байна. Прокариот эсийг бодвол энд уургийн илүү олон (eIF1А, eIF2, eIF3, eIF4A, eIF4B, eIFC, eIF4D, eIF5) факторууд оролцдог. АУГ кодон 5” төгсгөлөөс зайдуу байдаг учраас инициацийн комплекс 5” төгсгөлийн захад үүсдэггүй.
Жижиг рибосомтой эхэлж eIF3 ба eIF1А холбогдоно. Дараа нь GTP-аар идэвхжисэн уургийн фактор eIF2 холбогдоно. tRNAimet бэлэн болж жижиг рибосомтой залгагдан инициацын өмнөх комплекс (preinitiation complex) үүсгэнэ. Энэ үед eIF4A уураг мРНХ-тэй холбогдон 5' төгсгөл хэсгийг уншиж шалгана. Ингэхдээ мРНХ-ийн дан гинж өөрөө өөртэйгээ холбогдсон байвал холбоог задалж эргэн дан гинж болгоно. Эхлэлийн кодон АУГ мРНХ-ийн 5’ төгсгөлд хаана байгааг жижиг рибосом болоод түүнтэй холбогдсон хоёр уураг тогтоож өгөхөд уургийн фактор eIF1А, eIF3, eIF4A инициацийн өмнөх комплексоос салдаг.
Старт кодонтой tRNAimet зөв холбоос үүсгэхэд фактор eIF5 рибосомын том (60S –ийг) бага (40S –тэй) дэд бүтцийг залгаж өгдөг. Рибосомын хоёр хэсэг холбогдож уургийн фактор eIF2, eIF5 инициацийн комплексоос салахад трансляцийн инициацийн шат дуусч элонгацийн шатанд шилжинэ.

Элонгаци

Прокариот эсэд. Прокариотод трансляцийн элонгацийг хариуцсан уургийн фактор TF (transfer factor) гэгдэх EF Tu, EFTs, EF-G уургууд байдаг. EFTu уураг нь 37 градусаас дээш халуунд тэсвэргүй учир unstable (Tu), EFTs уураг нь тэсвэртэй тул stable (Ts) гэсэн нэртэй. Аминоацил зРНХ –г А үүрэнд орох нөхцлийг EFTu уураг хангаж өгнө. мРНХ-ийн дагуу АУГ кодоны дараагийн гурвалыг зөөврийн РНХ-ийн эсрэгкодон уншиж зөв тохиолдолд А үүрэнд орж сууна.
Рибосомын П үүр, А үүрэнд байгаа зөөврийн РНХ-ийн аминхүчлүүдийг пептидилтрансфераза фермент пептидийн холбоогоор холбож өгнө. А үүрэнд байсан зРНХ П үүр рүү шилжихэд П үүрэнд байсан зРНХ Е үүр рүү шилжинэ. Нэг үүрээс нөгөө үүр рүү шилжихийг транслокаци гэж нэрлэнэ. Транслокацийг EFTs уураг хариуцан гүйцэтгэдэг. Е үүр бол (exit –гарах) аминхүчилгүй болсон зРНХ байрладаг үүр юм.
Дараагийн алхмууд бол А үүрэнд шинэ зРНХ сууж, шинэ ба сүүлийн аминхүчлийн хооронд пептидын холбоо үүсч, А, П, Е гурван үүрэнд байгаа зРНХ-үүд өмнөх үүр рүүгээ шилжиж, Е үүрнээс аминхүчилгүй зРНХ салж оддог. Энэ үйл ажиллагаа төгсгөл хүртлээ олон удаа давтагддаг. Элонгацийн EF-G фактор EF Tu, EFTs хоёр факторт тусалж хоршин ажилладаг байна.
Элонгацийн явцыг GTP (гуанингурванфосфат) эрчим хүчээр хангаж өгдөг. GTP нь GDP (гуанинхоёрфосфат) болоход түүнийг EFTu уураг салгах үүрэгтэй байдаг.

Эукариот эсэд. Трансляцийн элонгацийг уургийн фактор eEF1, eEF2 уургууд хариуцаж явуулдаг. eEF1-ийн үүрэг: аминоацил-зөөврийн РНХ рибосомд авчрах, eEF2 нь транслокацийг идэвхжүүлдэг байна.

Терминаци

Прокариот эсэд. Трансляцийн төгсгөл үеийг хангаж өгдөг УАА,УГА,УАГ гэсэн гурван кодон бий. Прокариотод УАА ба УАГ гэсэн төгсгөл кодоныг уургийн фактор RF1 таньж рибосомын А үүрэнд орж ирснээр трансляцийн төгсгөл болдог. Уургийн фактор RF2 нь УГА, УАА гэсэн хоёр кодоныг таньдаг.

Эукариот эсэд. Эукариотод трансляцийн төгсгөл кодоныг уургийн фактор eRF таньж рибосомын А үүртэй холбогдсоноор нийлэгжсэн уураг, мРНХ ба том жижиг рибосом гэсэн 4 бүтэц тус тусдаа салж задардаг.

Трансляцийн дараах процессинг

Уургийн нийлэгжил N-төгсгөлөөс C-төгсгөл рүү явагддаг. С төгсгөл дээр аминхүчил байнга нэмэгдэж байхад N-төгсгөл чөлөөтэй байна. Рибосом нь нийлэгжиж буй гинжний 10-30 аминхүчилийг бүрхэж байдаг гэж үздэг. 100-300 аминхүчил нийлж нэг уураг болдог учир N-төгсгөл удалгүй рибосомын гадна гарч цитоплазмын орчинд хөвж эхэлдэг. N-төгсгөл гинж хэлбэрээрээ удаан байхгүй, химийн модификацид орж, уургийн зарим хэсгүүд хоорондоо холбогдон орон зайн бүтцээ олж эхлэнэ. Өөрөөр хэлбэл уураг боловсрох явцад
1. Инициацийн аминохүчил тайрагдан уургийн N ба С төгсгөл ацетилжих
2. UTR5’, UTR3’ –ин хэсэг хэрчигдэх
3. Метилын бүлэг залгагдах
4. Карбоксилын бүлэг залгагдах
5. Фосфоржих
6. Нийлмэл идэвхи бүхий уураг үүсэх (жишээ нь гемоглобин уураг)
7. Уургийн огтлолт, уургийн сплайсинг зэрэг өөрчлөлтүүд орно.

Нийлэгжсэн уургийн бүтцийг анхдагч, хоёрдогч, гуравдагч, дөрөвдөгч бүтэц гэж ангилдаг. Анхдагч бүтэц бол аминхүчлийн дараалал. Нугалаа үүсгэсэн альфа спираль нь хоёрдогч бүтцийг бүрдүүлнэ.
Барзгар эндоплазмын торны рибосом дээр нийлэгжсэн уургууд эндоплазмын торны хөндийд боловсрогдон Голджийн аппаратаар дамжин лизосом болон плазман мембран руу зөөвөрлөгддөг. Энэ процессыг ко-трансляцийн импорт гэнэ. Чөлөөт рибосом дээр нийлэгжиж буй уургууд бөөм, митохондри, хлоропласт болон пероксисом руу зөөвөрлөгдөнө эсвэл цитоплазмдаа үлдэнэ. Энэ процессыг пост-трансляцийн импорт гэнэ. Цитоплазмд үлдсэн уургийг шаперон хэмээх уургууд тойрон хүрээлж уургийн дөрөвдөгч бүтэц бий болтол,мөн зарим лигандтай холбоо үүстэл эвхрэн нугалархаас хамгаалж өгдөг.

Loading...