18.8 – Proteinsyntese

Ribonukleinsyre, RNA, der udgør det meste af nukleinsyrerne i cellen, er involveret i levering af den genetiske information, der behøves for at få cellen til at fungere. Ligesom DNA, er RNA molekyler polymerer af nukleotider. RNA adskiller sig imidlertid fra DNA på adskillige vigtige punkter:

1. Sukkeret i RNA er ribose i stedet for deoxyribose, som findes i DNA.
2. Basen uracil, erstatter basen thymin.
3. RNA molekyler er enkeltstrengede nukleinsyrer.
4. RNA molekyler er meget mindre end DNA molekyler.

Typer af RNA

Der er tre hovedtyper af RNA i cellerne: messenger RNA, ribosomal RNA, og transfer RNA, der er klassificeret i henhold til deres placering og funktion, som det ses i tabel 18.7.

I replikeringen, bliver den genetiske information i DNA reproduceret, ved at lave identiske kopier af DNA. I transskription, bliver informationen indeholdt i DNA, overført til mRNA molekyler. I translation, bliver den genetiske information der nu er til stede i mRNA, brugt til at bygge sekvensen af aminosyrer, for det ønskede protein (se figur 18.23).

Figur 18.23 – Den genetiske information indeholdt i DNA, replikeres ved celledeling, og anvendes til fremstilling af mRNA. mRNA omsættes til aminosyresekvenser ved proteinsyntesen.

Transskription begynder, når den sektion af DNA der skal kopieres, folder sig ud. En streng af DNA fungerer som en skabelon, efterhånden som bindinger dannes til hver komplementære base: C parres med G, G passes med C, T parres med A, og A parres med U (ikke T).

Opgaveeksempel 18.10

RNA syntese

Sekvensen af baser i et segment af DNA skabelonen for mRNA er —C G A T C A—. Hvad er den korresponderende mRNA der dannes?

Løsning

For at danne den korresponderende sektion af mRNA, parres hver base i DNA skabelonen, med dens komplementære base: G med C, C med G, T med A, og A med U.

Den genetiske kode

Den genetiske kode består af serier af tre nukleotider (en triplet) i mRNA, kaldet en codon. Hver codon specificerer en aminosyre, og dens sekvens i et protein. Tidligt arbejde med proteinsyntese viste, at gentagne tripletter af uracil, UUU, dannede et polypeptid, som indeholdt kun phenylalanin. Derfor koder en sekvens af —UUU UUU UUU— for tre phenylalanin.

Codonerne er nu blevet fastlagt for alle 20 aminosyrer. Et samlet antal codoner på 64, er mulige ud fra tripletkombinationerne af A, G, C, og U (se tabel 18.8). Tre af disse, UGA, UAA, og UAG, er stopsignaler som koder for stop (terminering) af proteinsyntesen. Alle de andre codoner, specificerer aminosyrer; en aminosyre kan have adskillige codoner. For eksempel har glycin fire codoner: GGU, GGC, GGA, og GGG. Tripletten AUG har to roller i proteinsyntesen. I begyndelsen af et mRNA molekyle, signalerer AUG starten på proteinsyntesen. I midten af en serie af codoner, koder AUG for aminosyren methionin.

Proteinsyntese: Translation

Når mRNA er blevet syntetiseret, sendes det ud af cellekernen, ind i cytoplasmaet, og videre til ribosomerne. Ved ribosomerne, konverterer translationen codonerne på mRNA’et til aminosyrer, til dannelse af et protein.

Proteinsyntesen begynder, når mRNA forbinder sig til et ribosom. Der, justerer tRNA der transporterer aminosyrer, sig med mRNA, og peptidbindinger dannes mellem aminosyrerne. Efter den første tRNA frigør sig fra ribosomet, skifter ribosomet til den næste codon på mRNA’et. Hver gang ribosomet skifter position og tRNA’et justerer sig til mRNA’et, binder en peptidbinding den næste aminosyre til den voksende polypeptidkæde. Efter alle aminosyrerne for et bestemt protein er blevet bundet sammen af peptidbindinger, møder ribosomet en stopcodon. Fordi der ikke er nogle tRNA molekyler der er komplementær med stopcodonen, standser proteinsyntesen, og polypeptidkæden frigøres fra ribosomet. Så former interaktioner mellem aminosyrerne i kæden til den tredimensionelle struktur for proteinet, der gør det til et biologisk aktivt protein (se figur 18.24).

Figur 18.24 – I translationsprocessem, fastgør mRNA’et, syntetiseret ved transskription, sig til ribosomet, og tRNA opsamler deres aminosyrer og sætter dem sammen til en voksende peptidkæde.

Konceptforståelse 18.8

Den genetiske kode

Angiv nukleotiderne i mRNA, som koder for følgende:

a. Aminosyren phenylalanin
b. Aminosyren prolin
c. Start på polypeptidsyntesen

Svar

a. I mRNA, er codonerne for aminosyren phenylalanin (Phe) UUU og UCC.
b. I mRNA, er codonerne for aminosyren prolin (Pro) CCU, CCC, CCA, og CCG
c. I mRNA, signalerer codonen AUG start på polypeptidsyntesen.

Opgaveeksempel 18.11

Proteinsyntese: Translation

Hvilken rækkefølge af aminosyrer vil du forvente, i et peptid for et mRNA med sekvensen —UCA AAA GCC CUU—?

Løsning

Hver af codonerne, specificerer en bestemt aminosyre. Ved at bruge tabel 18.8, kan vi opstille codonerne og aminosyrerne i peptidet.

← Forsiden