Translasyon ve Aşamaları Teme Veteriner Genetik
Hücrede gerçekleşen önemli kimyasal reaksiyonlardan biri olan protein sentezi genellikle üç bölümde incelenir. Bunlar; başlama, uzama ve sonlanmadır. Translasyon prokaryotlarda ve ökaryotlarda benzer şekilde başlar ve küçük değişiklikler ile devam eder. Hem prokaryotlarda hemde ökaryotlarda öncelikle mRNA ve metionil- tRNA ribozomun küçük alt birimine bağlanır. Bu üçlü yapıya ribozomun büyük alt birimide katılır, başlama kodonu olan AUG’nin mRNA üzerindeki yeri bulunur ve başlama kompleksi oluşmuş olur (Şekil 8.11).
Başlama kompleksi oluşurken başlama faktörleri olarak adlandırılan, ribozomal proteinlerden farklı olan proteinler ribozomun küçük alt birimine sırasıyla bağlanır. Prokaryotlardaki başlama faktörleri; IF-1, IF-2, IF-3 dir. Ribozomun büyük alt biriminin komplekse katılabilmesi için başlatma faktörlerinden IF-3 kompleksten ayrılır. Ökaryotlarda başlama faktörleri daha fazladır ve yapısal olarak da prokaryotlardan farklıdır. Ökaryotik başlama faktörleri; eIF-1, eIF-1A, eIF- 2, eIF-2A, eIF-3, eIF-4A, eIF-4B, eIF-4E, eIF-4G, eIF-5. Başlama kompleksi tamamlanınca aminoasitlerin birbirine eklendiği ve polipeptit zincirinin oluştuğu uzama aşaması başlar. Bu aşamada ribozomun büyük alt biriminde yer alan ve üç tRNA’nın bağlanmasına olanak veren peptidil (P), aminoaçil (A), exit (E) bölgeleri önemli rol oynar. Yine bu aşamada uzama faktörleri adı verilen proteinler görev alır. Uzama faktörleri prokaryatlarda; EF-Tu, EF-G, EF-Ts, ökaryotlarda; eEF-1a, eEF-2, eEF-1bg olarak bilinmektedir. mRNA başlama kodonu olan AUG ribozomun küçük alt biriminde olacak şekilde ribozoma bağlanır, buna uygun anti kodonu taşıyan tRNA (metionil- tRNA) ise ribozomun büyük alt biriminin P bölgesine yerleşir. mRNA da yer alan ikinci kodona uygun anti kodonu ve amino asiti taşıyan ikinci tRNA ise ribozomun büyük alt biriminin A bölgesine yerleşir. İkinci tRNA’nın ribozoma gelmesi ve yerleşmesinde uzama faktörleri (EF-Tu ve eEF-1a) görev yapar. İkinci tRNA’nın ribozoma gelmesiyle uzama başlamış kabul edilir. Uzama sırasında kodonların karşılığı olan antikodon ve buna uygun amino asiti taşıyan tRNA’ların ribozoma hatasız bağlanmasının kontrolünde ribozomun yapısında yer alan rRNA’lar görev alır. Uzama faktörlerinin ribozomdan ayrılması sonrasında A ve P bölgelerinde yer alan tRNA’lardaki amino asitler arasında peptid bağı oluşur. Böylece P bölgesindeki tRNA aminoasitini A bölgesindeki tRNA’ya verir ve kendisi yüksüz kalır. Amino asitini vermiş olan tRNA P bölgesinden E bölgesine, A bölgesindeki tRNA da P bölgesine geçer, ribozom mRNA üzerinde bir kodon kadar ilerler, bu aşamada uzama faktörlerinden EF-G, eEF-2 görev alır. Ribozomdaki A bölgesinin boşalması oraya yeni bir aminoaçil tRNA kompleksinin bağlanmasına ve E bölgesindeki yükünü vermiş olan tRNA’nın kompleksten ayrılmasına neden olur. Ribozomun mRNA üzerindeki ilerlemesi dur kodonuna rastlayıncaya kadar devam eder. Sonlanma kodonu, stop kodonu olarak da adlandırılan bu kodonlar herhangi bir amino asit kodlamazlar. Bu nedenlede bunları tanıyan ve bunlara uygun anti kodonu taşıyan bir tRNA bulunmaz. Ribozom bu kodonlara geldiğinde sonlanma faktörleri adını verdiğimiz protein yapılar devreye girer, sonlanma kodonları farklı sonlanma faktörleri (RF) tarafından tanınır. Sonlanma kodonları ve sonlanma faktörleri prokaryot ve ökaryotlarda aynı değildir. Aşağıdaki Tablo 8.3’de sonlanma kodonlarını ve bunları tanıyan sonlanma faktörlerini inceleyebilirsiniz.
Ribozom sonlanma kodonuna geldiğinde A bölgesinde bulunan dur kodonuna uygun sonlanma faktörü bağlanır. Sonlanma faktörü P bölgesinde yer alan tRNA ve polipeptit arasındaki peptit bağının koparılmasını sağlar, oluşan polipeptit serbest kalır. Ribozom alt birimleri ve mRNA birbirlerinden ayrılır. Protein sentezi tamamlanmış olur. Hem prokaryot hemde ökaryotlarda bir mRNA birden fazla ribozom tarafından aynı anda okunabilir, bir ribozom senteze başladıktan 100-200 baz sonra yeni bir ribozom sentez için mRNA’ya bağlanır ve aynı anda sentez yapabilir.