Protein sentezi

Her Canlı Hücre Protein Sentezi Yapar:
Bütün canlı hücrelerde gerçekleştirilen temel hayat olaylarından biri de protein sentezi'dir.Bu olay ise bütün canlı hücrelerin temel organeli olan ribozomşlarda gerçekleşir.Her canlı hücrenin yaşayabilmesi, büyüyüp gelişebilmesi için kendi enzim ve yapı maddelerini üretmesi gerekir.Bu yapı maddelerinin büyük çoğunluğu ve enzimler proteinden yapılmıştır.Hetetrof organizmalar besinlerle dış ortamdan yeterince proteini alsalar bile, bunun kendi enzim ve yapı maddeleri olarak kullanamazlar.Çünkü proteinler DNA şifrelerine göre yapılmış olup, her canlının protein yapısı farklıdır.Dolayısıyla besinlerle alınmış proteinler, başka canlıların proteinleri olup, besini alan canlının vücut yapısına uymaz.İnsanlar arasında bile protein yapılarının farklı olduğu, kan alış-verişindeki çökelmeler ve doku nakillerindeki uyuşmazlıklardan anlaşılabilir.:Hatta canlının dışardan aldığı proteinler kendi yapısına uygun olsa bile, hücrelerine bunu protein olarak dahil edemezler.Çünkü proteinler hücre zarındaki porlardan geçmeyecek kadar büyük moleküllerdir.Bu iki sebepten dolayı hetetroflar besinlerle aldıkları proteinleri, sindirimle amino asitlerine hidroliz ederler ve 20 çeşit amino asit olarak hücrelerine alabilirler. ototroflarda ise protein sentezinde gerekli 20 çeşit amino asitin tamamı hücre içinde diğer möleküllereden dönüştürülerek elde edilir.İşte;her canlı hücrenin kendi DNA şifresine göre,sitoplazmadaki amino asitleri birleştirerek kendi proteinlerini yapmalarına protein sentezi denir.Bu olayın mekanizması bütün hücrelerde aynıdır.

Protein Sentezinin Kademeleri:
Evrensel olarak gerçekleşen bu protein sentezini sıra ile izleyelim:




1.mRNA'nın Sentezlenmesi(Transkripsiyon):
Proteinlerin sentezi için gerçekleşen ilk iş, DNA'dan ilgili proteinin şifresinin mRNA'ya aktarılmasıdır.DNA'daki bilgiler mRNA'ya şifreli olarak aktarılır.Adenin karşısına Urasil, Timin karşısına Adenin, Guanin karşısına Sitozin ve sitozin karşısına Guanin gelir. Bunun için DNA nükleotid zincirlerden birisini, onun da belli bir kısmını kullanır.Diğer kısımlar başka proteinlerin şifresinde kullanılacaktır. Şifre veren DNA zincirine anlamlı zincir, diğerine ise tama mlayıcı (eş) zincir denir.

2.Bilginin Sitoplazmaya Aktarılması:
yapılacak proteinin şifreseini alan mRNA çekirdek zarındaki porlardan stoplazmaya geçer ve ribozomun küçük alt birimlerine yapışır.


3- Ribozomun Aktifleştirilmesi:
Sonra iki ribozombirimi birleşerek ribozom protein sentezine hazır hale getirilir.Protein sentezini birtek ribozom yapa bilecegi gibi bir çok ribozom bir araya gerek aynı mRNA şifresini beraber okuya bilirler.oluşan bu ribozom zincirine POLİRİBOZOM denir.



4-tRNA'ları aktifleşmesi:
Kodon-Antikodon eşleşmesinden önce tRNAr17;nın doğru amino asidi taşıması gerekmektedir. Her bir amino asidi tRNAr17;ya bağlayan 20 çeşit aminoasil-tRNA sentetaz enzimi vardır. Bu enzimin aktif yüzeylerinden birine önce amino asidin bağlanması gerekir. ATP, AMPr17;ye dönüşerek amino aside bağlanır ve aktive edilmiş amino asit özgün enzime bağlanır. Daha sonra bu enzime ve amino aside özgü tRNA enzime bağlanır ve amino asitle tRNA arasında bir bağ oluşur. Bu sırada AMP de açığa çıkar. tRNA ile birleşen amino asit, enzimden serbest bırakılarak sitoplazmaya geçer. mRNA bir ucuyla ribozoma yerleşince sitoplazmada bulunan tRNA'lar amino asitleri kendilerine uygun olarak baglarlar.
 



5-Amino Asitlerin Ribozoma Taşınması:
Kendi amino asitlerinmi baglayan tRNA lar mRNA şifre sırasına göre ribozoma gelirler.Amino asitlri tRNA ya baglayan baglar yüksek enerji baglarıdır.


6-mRNA--tRNA eşleşmesi:
İlk tRNA anti kodonu ile mRNA nın başlangıç kodonu karşı karşıya gelerek zayıf H bagları ile baglanırlar.


7-Şifrenin okunması: (translasyon):
Birinci tRNA nın amino asiti tRNA dan koparak kendisine en yakında bulunan iknci tRNA amino asitiyle birleşir.İlk peptit bagı kurulmuş ve ilk su molekülü açıga çıkmıştır.Böylece birinci mRNA kodunu okunmuştur.

8.Kademe:
İşi biten tRNA lar ribozpmu terk eder.Yerine bir sonraki kayar.Bir ribozoma aynı anda iki tRNA yerleşe bilir.Bu şekilde mRNA üzerindeki bütün kodonlar sıra ile tRNA larla birleşerek kendilerini okuturlar,yani amino sitlerini zircire ilave ederler.

9.Kademe:
Bütün kodonları okunan mRNA,başlangıç ucndan tekrar yeni bir protein molekülünün sentezi için ribozoma girer.mRNA üzerindeki ilk şifreye başlatma kodonu denir.bu kodon bütün protein sentezlerinde AUG olup metionin amino asitini ifade eder.nükleotit dizileri UAG UGA UAA olan kodonlardan birisinin mRNA da bulunması olayın durması için yeterlidir.Bundan sonra kodon varsada okunmaz.

Önemli Notlar

-tRNA'lardaki antikodon (lar) ile mRNA'daki kodon(lar) birbirlerinin komplementeridirler.

-Prokaryotiklerde ekspresyon (transkripsiyon ve translasyon) sitoplazmada, buna karşın ökaryotiklerde transkripsiyon nukleusta ve translasyon ise sitoplazmada meydana gelir.

-Proteinler, ribosomlar üzerinde N-terminustan C- terminusa doğru asamble edilirler.

-Ribosomlar, mRNA üzerinde 5' ¾®3' yönünde hareket ederler. Her bir hareket bir kolon boyudur ve her defasında bir yeni amino asitin kodonu sıraya girer.

-Her ribosom, mRNA boyunca bağımsız olarak bir polipeptidin sentezini gerçekleştirebilir.

-mRNA, aynı anda, birçok(onlarca) ribosom tarafından transle edilebilir.

-mRNA'ya bağlanan ribosomların bir kısmı sentezin sonunda iken diğeri başlangıcında olabilir.

-Antikodon ve kodon ilişkisinde ilk iki nukleotid (baz) önemlidir. Üçüncü bazın değişikliği çok fazla etkili olmayabilir. Yani, 3. baz, kodlanan amino asit türü değişmeden, değişik türde olabilir.

-Kodonlar (tripletler) bir biri arkasına dizilmiştir. Bakteriler de aralarında başka veya kodlamayan sekanslar (intron) bulunmaz. Bakterilerde DNA veya RNA ekzonlardan (kodlayan sekanslar) oluşur. Ökaryotiklerde genlerin içinde ve aralarında kodlamayan sekanslar (intron) vardır.

-Amino asitlerin, kendilerine ait tRNA'larına bağlanmalarını, amino acyl tRNA synthetase enzimi katalize eder. En azından 20 sentetase enzimi vardır ve her biri ayrı amino asiti tanır.

-Prokaryotiklerde mRNA, genellikle, polisistroniktir (birden fazla polipeptid zincirini kodlar), ökaryotiklerde monosistroniktir.

-Bir amino asit bir veya birden fazla sinonim kodonla temsil edilebilir.

-Genetik kodlar üniversal olmasına karşın, azda olsa bazı değişimlere rastlanmaktadır. Örn, mycoplasmalarda UGA kodonu tryptophanı kodlamasına karşın, diğer prokaryotiklerde bu triplet stop sinyalini verir.

-Protein sentezi bakterilerde çok çabuk oluşan ve aynı zamanda ısıya bağımlı bir prosestir. Bakteriler 37°C 'de, saniyede yaklaşık 15 amino asiti polipeptid zincirine katar (300 amino asitlik bir protein için yaklaşık 20 saniye yeterli olabilmektedir). Ökaryotiklerde protein sentezi çok daha yavaş ilerler (saniyede 1-2 amino asit ilavesi).

-IF-3 taşımayan 30 S alt ünite, mRNA ile bağlanamaz ve başlatma kompleksi oluşamaz. 70 S'lik ribosomda IF-3 bulunmaz.

-IF-3, 30 S'den ayrılınca, bu defa başka ve serbest 30 S alt ünite ile bağlanır.

-Her bakteride yaklaşık 70000 molekül EF-Tu bulunur. İki gen tarafından spesifiye edilen EF-Tu, bakteri total proteininin %5'ini oluşturur. Buna karşın Ts ise yaklaşık 10000 molekül kadardır.

-IF-3, mRNA'nın 50 S ile bağlanmasını önler.