از RNA تا پروتئین ١
اهداف:
آشنایی با مراحل مختلف پروتئین سازی
آشنایی با آمینواسیدهای مختلف براساس کدهای RNA
آشنایی با کدهای اختصاری آمینواسیدها
شرح درس:
تا کنون در مورد رونویسی و همانندسازی RNA و شناخت انواع RNA با هم آشنا شدیم. اما طرح هایی که در ادامه خواهید خواند بسیار کاربردی و عملیاتی تر هستند. در این طرح ها سعی شده از آوردن نکاتی که سبب سردرگمی خواننده می شود صرفه نظر شده و بیشتر مسایلی که به کاربرد نزدیک هستند آورده شود.
سوال اساسی: چگونه اطلاعات موجود در یک توالی خطی نوکلئوتیدی به نام RNA به توالی خطی گروهی از زیرواحدهایی از پروتئین ها که از نظر شیمیایی متفاوت ترجمه می شود؟
وقتی یک mRNA تولید می شود، اطلاعات موجود در توالی نوکلئوتیدی این مولکول جهت ساختن پروتئین استفاده می شود. رونویسی فرایندی مفهوم پذیر تر بود زیرا زبان هر دو مولکول RNA و DNA ، نوکلئوتید ها هستند. اما برای انتقال پیام از RNA به پروتئین نیاز به زبان دیگر است. به همین خاطر به این مرحله ترجمه گفته می شود. mRNA فقط دارای چهار نوکلئوتید است و در پروتئین ها بیست نوع اسید آمینه متفاوت دیده می شود. بنابراین بین یک نوکلئوتید RNA و یک اسید آمینه پروتئین تناظر یک به یک برقرار نیست. از کتاب درسی خود به یاد دارید که ، توالی نوکلئوتیدها در مولکول mRNA به ترتیب در گروه های سه تایی خوانده می شوند. از آنجایی که RNA پلیمری خطی از چهار نوکلئوتید متفاوت است 64 احتمال از نوکلئوتیدهای سه تایی وجود دارد. اما فقط بیست اسید آمینه متفاوت عموماً در پروتئین ها یافت می شود. هر گروه سه تایی نوکلئوتیدی متوالی در RNA یک کدون نامیده می شوند و هر کدام یک اسیدآمینه را مشخص می کنند.(جدول زیر)
همان طور که در جدول مشاهده کردید هر یک از سه کدون روی mRNA می توانند تبدیل به یک اسید آمینه شوند. بسته به اینکه کدام کدون خوانده شود و پشت سر آن نیز کدام یک از کدون ها قرار گیرد اسیدهای آمینه و به طبع آن پروتئین خاص تولید خواهد شد. این کار ادامه پیدا می کند تا کدون مورد نظر به ایست یا stop برسد.
اسیدآمینه های موجود در بدن هر یک با یک کد سه حرفی مشخص می شوند و هر یک نیز دارای یک حرف اختصاری برای خود هستند که در جدول زیر مشخص شده است.
یک توالی RNA بسته به این که از کجا رمز گشایی شود می تواند به یکی از سه روش متفاوت چهارچوب خواندن ترجمه واقع شود. اگرچه فقط یکی از سه احتمال چهارچوب خواندن در یک mRNA، پروتئین مورد نظر را رمزگردانی می کند.
موجودات زنده به خاطر این که مولکول های DNA مخصوص به آن ها دارای توالی های نوکلئوتیدی مختلف هستند با هم متفاوت هستند زیرا هر توالی نشان دهنده پیام خاصی برای زیست آن موجود محسوب می شود. پیام های DNA بایستی به نحوی رمزگذاری شوند تا پروتئین حاصل شود. بین الفبای چهار حرفی DNA و الفبای آمینواسیدها در پروتئین ها ارتباط دقیق وجود دارد. ترتیب قرار گیری پشت سر هم این چهار حرف سبب ایجاد یک پروتئین می شود. هر سه بازی که کنار هم قرار گیرند یک پروتئین ایجاد می شود. نمودارهای مختلفی برای نمایش قرار گیری این بازها در کنار هم و تشکیل یک پروتئین وجود دارد که البته شکل نمودار دایره ای آن می تواند برای درک مطلب مفید تر باشد.
در این نمودار هر یک از چهار حرف DNA روی یک دایره قرار دارند که با چرخش دایره ها نسبت به هم یک کد سه رقمی حاصل می شود. این کد سه رقمی به نحوی است که یک اسیدآمینه ساخته می شود.
برای دریافت فایل آموزشی کلیک کنید.
پس از ساخته شدن RNA حال نوبت به ترجمه این مولکول به مولکول دیگری به نام پروتئین است. زبان این دو مولکول متفاوت می باشد. هر یک از نوکلئوتیدها در کنار هم قرار گرفته و یک کلمه سه حرفی را می سازند. هر یک از این سه حرف که کنار هم قرار می گیرند یک اسید آمینه می سازند. که این ها نیز در کنار هم قرار گرفته و پروتئین را می سازند. نحوه این که کدام حرف اول ، کدام یک دوم و کدام یک سوم قرار گیرد ، منجر به ساخته شدن اسیدهای آمینه متفاوت می شود.
