תרגום (ביולוגיה)בביולוגיה, תרגום (באנגלית: Translation) הוא השלב בסינתזת חלבון שעוקב לתהליך השעתוק, ומתרחש בריבוזום. בתהליך התרגום מולקולת חלבון מסונתזת לפי מידע המצוי במולקולת RNA שליח (mRNA) על-פי חוקי הקוד הגנטי. בשונה מתהליך השעתוק שבו קוד ה-DNA עובר לקוד ה-RNA עם שינוי קל בלבד (U במקום T), בתהליך התרגום המידע המצוי במולקולת ה-RNA, המקודד באמצעות ארבעת סוגי הנוקלאוטידים, מתורגם לתוכן שרשרת חומצות האמינו המרכיבה את החלבון. הקוד הגנטי מקודד ל-20 סוגים של חומצות אמינו בתוספת סימוני תחילת תרגום ועצירת תרגום, ולכן זהו מעבר מורכב. בתהליך התרגום, סוג כל חומצת אמינו בחלבון המסונתז נקבע על פי רצף של שלושה נוקלאוטידים סמוכים הנמצאים על-גבי מולקולת RNA שליח. שלשה כזו קרויה קודון.[1] תוך כדי שהחלבון מתורגם, מיד מתחיל קיפול החלבון למבנה המרחבי המאפשר את תפקודו המיטבי. לעיתים השרשרת של חומצות האמינו אינה מצליחה להתקפל למבנה מרחבי זה לבדה. כאשר מצב זה קורה בחלבונים סוככים (שפרונים) שנמצאים בתא נמשכים ביוכימית אל החלבון הלא מקופל ועוזרים לסיים את ההליך. תיאור התהליךמולקולת ה-RNA שליח יוצאת מגרעין התא אל הציטופלזמה, שם מתבצע תהליך התרגום. התהליך כולו מבוצע באמצעות קומפלקס חלבוני גדול הקרוי ריבוזום. קומפלקס זה בנוי משילוב של אנזימים חלבוניים ומולקולת RNA ריבוזומלי. תוך כדי תהליך התרגום, הריבוזום עובר על מולקולת ה-RNA שליח, מאתר את הקוד לאתחול התרגום ועובר על הרצף עד לאתר סיום התרגום מקצה 5' אל קצה 3' שלה. לכל קודון מותאמת חומצת אמינו באמצעות סוג RNA נוסף הקרוי tRNA (RNA מוביל). תפקיד ה-RNA מוביל הוא לספק את הספציפיות בהשמת חומצת אמינו על-פי תוכן הקודון. הספציפיות מושגת כיוון שה-RNA מוביל מכיל מצד אחד אנטיקודון שנקשר לקודון ספציפי על-גבי ה-RNA שליח באמצעות זיווג בסיסים. מצד שני כל מולקולת RNA מוביל, קושרת את חומצת האמינו הספציפית על פי האנטיקודון שלה. כמו תהליכים אחרים המערבים חומצות גרעין, גם התרגום מחולק לשלושה שלבים – אתחול (initiation), התארכות (elongation) וסיום (termination). כאשר יש צורך רב בתרגום, ניתן למצוא על גדיל mRNA כמה ריבוזומים המתרגמים בו זמנית, וכך נוצרים חלבונים רבים, יחדיו הם נקראים פוליריבוזום (אנ') או פוליזום. אתחולהתהליך מתחיל כאשר תת-היחידה הקטנה של הריבוזום נקשרת למולקולת RNA שליח. קישור זה מתבצע לרוב בקודון AUG, המקודד לחומצת האמינו מתיונין. לכן, מתיונין היא לרוב חומצת האמינו הראשונה בחלבון שנוצר ולרוב היא מוסרת אחרי התרגום. בפרוקריוטיים תרגום יכול להתחיל גם מקודונים אחרים. בבקטריות, חומצת האמינו הראשונה היא (N-formyl methionine) ובקיצור f-Met. זוהי מתיונין שעברה מודיפיקציה, כך שנוספה לה קבוצה פורמילית שחוסמת את קבוצת האמין שלה. קבוצה זו אינה מפריעה לתהליך התרגום, שכן ה-f-Met נמצאת בקצה ה-N-טרמינלי של החלבון, והאמין החסום לא משמש לקישור. רצפים נוספים ב-RNA שליח בנוסף לקודון ה-AUG מסייעים לקישור הריבוזום. בפרוקריוטיים רצף כזה הוא AGGAGG, הנקרא רצף שיין דלגרנו (Shine-Dalgarno; SD). רצף זה מצוי 8–13 נוקלאוטידים לפני קודון ה-AUG לכיוון קצה ה-5'. התארכותלאחר קישור תת-היחידה הקטנה של הריבוזום לרצף, תת-היחידה הגדולה מצטרפת לקומפלקס. בתוך הקומפלקס הריבוזומלי הנוצר קיימים שלושה אתרים סמוכים זה לזה, המותאמים למולקולת ה-RNA מוביל: אתרי ה-P, A ו-E. הוספת חומצת אמינו חדשה בכל פעם מתבצעת בצורה הבאה:
סיוםתהליך ההתארכות נמשך כל עוד לא מגיע הריבוזום לאחד הקודונים המכונים קודוני סיום (stop codons). כאשר הריבוזום נתקל באחד הקודונים הללו, תהליך התרגום מופסק כיוון שלאתר ה-A נקשרים "פקטורי סיום" הדומים ל-RNA מוביל, אך חסרי חומצת אמינו, כך שאינם יכולים להקשר לשרשרת החלבונית. לפיכך, החלבון החדש עוזב את הריבוזום ללא תוספות. תקלות בשלב התרגוםכבכל תהליך ביולוגי ישנן נקודות תורפה שבהן עשויה להתרחש תקלה הגורמת להפסקת התהליך או לסינתזה של פוליפפטיד שאינו תואם לסדר החומצות האמיניות המוטבע ב־mRNA.[2] סוגי התקלות
בקרת תרגוםבקרה על תהליך התרגום יכולה להתרחש במספר דרכים. בקצה ה-5' של האזור הלא מתורגם (5'UTR) של ה-mRNA יכולים להימצא מספר אלמנטי בקרה:
ראו גםקישורים חיצוניים
הערות שוליים
|