प्रोटीन संश्लेषण के 5 प्रमुख चरण (आरेख के साथ समझाया गया)

प्रोटीन संश्लेषण के कुछ प्रमुख चरण हैं: (ए) एमिनो एसिड का सक्रियकरण, (बी) एमिनो एसिड का स्थानांतरण टीआरएनए, (सी) पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला की शुरूआत, (डी) चेन समाप्ति, (ई) प्रोटीन अनुवाद

ई। कोलाई और अन्य प्रोकैरियोट्स में कई घटकों की आवश्यकता वाले प्रोटीन संश्लेषण में पांच प्रमुख चरण होते हैं।

यूकेरियोटिक कोशिकाओं में प्रोटीन संश्लेषण कुछ अंतरों के साथ एक ही पैटर्न का पालन करता है।

प्रमुख कदम हैं:

(ए) अमीनो एसिड का सक्रियण:

एटीपी के साथ एक एमिनो एसिड के बंधन द्वारा इस प्रतिक्रिया को लाया जाता है। इस कदम के लिए एंजाइमों की आवश्यकता होती है जिसे एमिनो एसाइआई आरएनए सिंथेटिस कहा जाता है। इस प्रतिक्रिया के कारण एमिनो एसिड (एए) और एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (एटीपी), एंजाइम से ऊपर की मध्यस्थता, एमिनो एसाइल - एएमपी - एंजाइम कॉम्प्लेक्स का गठन होता है (छवि। 6.40)।

एए + एटीपी एंजाइम -एए - एएमपी - एंजाइम जटिल + पीपी

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अमीनो एसिल आरएनए सिंथेटेस विभिन्न अमीनो एसिड के साथ विशिष्ट हैं।

(b) एमिनो एसिड का tRNA में स्थानांतरण:

एए - एएमपी - एंजाइम कॉम्प्लेक्स का गठन विशिष्ट टीआरएनए के साथ प्रतिक्रिया करता है। इस प्रकार एमिनो एसिड tRNA में स्थानांतरित हो जाता है। परिणामस्वरूप एंजाइम और एएमपी मुक्त होते हैं।

एए - एएमपी - एंजाइम कॉम्प्लेक्स + टीआरएनए- एए - टीआरएनए + एएमपी एंजाइम

(सी) पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला की शुरूआत:

राइबोसोम (छवि 6.41) के लिए चार्ज tRNA पाली। राइबोसोम में संरचनात्मक आरएनए और 80 विभिन्न प्रोटीन होते हैं। राइबोसोम वह स्थल है जहां प्रोटीन संश्लेषण होता है। एमआरएनए 70 एस प्रकार के राइबोसोम की एसओएस उप-इकाई को बांधता है।

यह पहले ही चर्चा कर चुका है कि राइबोसोम एक आरआरएनए (राइबोसोमल आरएनए) और प्रोटीन से बने होते हैं। राइबोसोम पेप्टिक बॉन्ड के निर्माण के लिए उत्प्रेरक (बैक्टीरिया में 23sRNA एंजाइम- राइबोजाइम) के रूप में भी काम करता है। राइबोसोम में दो उपमेय होते हैं, एक बड़ा और एक छोटा।

एमिनो एसिड के अनुक्रम की जानकारी एमआरएनए के नाइट्रोजनस बेस के अनुक्रम में मौजूद है। प्रत्येक अमीनो एसिड को न्यूक्लिक एसिड के तीन अक्षरों वाले शब्द के लिए कोडित किया गया है। प्रोकैरियोट्स में पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला की दीक्षा हमेशा एमिनो एसिड मेथिओनिन द्वारा लाया जाता है जिसे नियमित रूप से कोडन AUG द्वारा कोडित किया जाता है लेकिन शायद ही कभी GUG (वेलिन के लिए) के रूप में भी कोडन शुरू किया जाता है। प्रोकैरियोट्स में, एमिनो एसिड मेथियोनीन की शुरुआत के लिए आवश्यक आवश्यकता है।

राइबोसोम में एमिनो-एसाइल-टीआरएनए बंधन के लिए दो साइट हैं।

(मैं) अमीनो-एसाइल या ए साइट (स्वीकर्ता साइट)।

(Ii) पेप्टिडाइल साइट या पी साइट (दाता साइट)। प्रत्येक साइट एसओएस और 30 एस उप-इकाइयों के विशिष्ट भागों का समग्र है। आरंभिक मिथाइल मेथियोनीन टीएनए यानी (एए, एफ मेट टीआरएनए) केवल पी साइट (छवि 6.41) के साथ बांध सकता है।

हालाँकि, यह एक अपवाद है। अन्य सभी नए आने वाले एमिनो-एसईएल- tRNAs (AA ₂, AA ₃ - tRNA) एक साइट से जुड़ते हैं। इस प्रकार, पी साइट वह साइट है जहां से खाली टीआरएनए पत्तियां और जिस पर बढ़ते पेप्टिडिल टीआरएनए बाध्य हो जाते हैं।

पहले चरण में, अगला एमिनो एसाइल-टीआरएनए बढ़ाव कारक टी के परिसर से बाध्य है जिसमें बाध्य जीटीपी का एक अणु होता है जिसके परिणामस्वरूप एमिनो-एसईएल-टीआरएनए-टीयू-जीटीपी कॉम्प्लेक्स अब 70 एस के अलगाव परिसर से जुड़ा हुआ है। जीटीपी को हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है और टीयू-जीडीपी कॉम्प्लेक्स को 70S राइबोसोम (चित्र। 6.42) के रूप में जारी किया जाता है। नई अमीनो एसाइल टीआरएनए अब रिबोसोम पर अमीनो एसाइल या ए साइट से जुड़ी है।

बढ़ाव के दूसरे चरण में, नया पेप्टाइड बॉन्ड अमीनो एसिड के बीच बनता है जिसका टीआरएनए राइबोसोम पर ए और पी साइटों पर स्थित होता है। यह चरण अपने टीआरएनए से नए एमिनो एसिड के एमिनो समूह में फॉर्माइल मेथियोनीन एसाइल समूह की शुरुआत के हस्तांतरण से होता है जो अभी-अभी ए साइट में प्रवेश किया है।

पेप्टाइड गठन 50 एस उप-इकाई में पेप्टिडिल ट्रांसफरेज़, एक राइबोसोमल प्रोटीन द्वारा उत्प्रेरित होता है। एक साइट पर एक dipeptidyl tRNA बनता है और अब खाली tRNA P साइट के लिए बाध्य रहता है।

बढ़ाव के तीसरे चरण में, राइबोसोम mRNA के साथ अपने 3 by अंत में कोडन की दूरी (यानी, 1 से 2 कोडन और mRNA पर 2 से 3) की ओर बढ़ता है। चूँकि dipeptidyl tRNA अभी भी दूसरे कोडन (Fig। 6.43) से जुड़ा हुआ है, राइबोसोम की गति dipeptidyl tRNA को A साइट से P- साइट में स्थानांतरित करती है। यह स्थानांतरण टीआरएनए की रिहाई का कारण बनता है जो खाली है।

अब mRNA का तीसरा कोडन A- साइट पर है और P- साइट पर दूसरा कोडन है। MRNA के साथ राइबोसोम की इस पारी को ट्रांसलोकेशन स्टेप कहा जाता है। इस चरण में बढ़ाव कारक G (जिसे ट्रांसोसोस भी कहा जाता है) की आवश्यकता होती है। और साथ ही साथ GTP के एक और अणु का हाइड्रोलिसिस होता है। जीटीपी का हाइड्रोलिसिस अनुवाद के लिए ऊर्जा प्रदान करता है।

तीसरे संलग्न एमिनो एसिड (छवि। 6.44) संलग्न करने के लिए इसके संलग्न डिपेटिडाइल टीआरएनए और एमआरएनए के साथ राइबोसोम एक और बढ़ाव चक्र के लिए तैयार है। यह उसी तरह से होता है जैसे दूसरे के अलावा।

श्रृंखला बढ़ाव के लिए इस दोहराव की कार्रवाई के परिणामस्वरूप, पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला लम्बी हो जाती है। जैसे ही राइबोसोम अपने 3 its छोर की ओर mRNA के साथ कोडन से कोडन की ओर बढ़ता है, अंतिम एमिनो एसिड की पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला डाली जाती है।

(डी) श्रृंखला समाप्ति:

पॉलीपेप्टाइड की समाप्ति mRNA में तीन टर्मिनल ट्रिपल (कोडन) में से एक द्वारा संकेतित है। तीन टर्मिनल कोडन UAG (एम्बर), UAA (ओचर) और UGA (ओपल) हैं। उन्हें स्टॉप सिग्नल भी कहा जाता है।

समाप्ति के समय, टर्मिनल कोडन तुरंत अंतिम एमिनो एसिड कोडन का अनुसरण करता है। इसके बाद, पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला, टीआरएनए, एमआरएनए जारी किए जाते हैं। राइबोसोम के उप-टुकड़े अलग हो जाते हैं।

समाप्ति के लिए तीन समाप्ति या आर ₁, आर और एस नामक कारकों को जारी करने की गतिविधियों की भी आवश्यकता होती है।

(ई) प्रोटीन अनुवाद:

पॉलीरिबोसोम के दो वर्गों की पहचान की गई है (चित्र। 6.45)।

(i) नि: शुल्क पॉलीरिबोसोम

(ii) मेमब्रेन बाउंड पॉलीब्रॉसम।

मुफ्त राइबोसोम के लिए, प्रोटीन संश्लेषण की समाप्ति साइटोप्लाज्म में पूर्ण प्रोटीन की रिहाई की ओर जाता है। इन विशिष्ट प्रोटीनों में से कुछ को विशेष प्रकार के तंत्र द्वारा माइटोकॉन्ड्रिया और नाभिक में अनुवाद किया जाता है।

दूसरी ओर झिल्ली से बंधे पॉलीरिबोसोम में, पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला जो mRNA पर बढ़ती है, ईआर झिल्ली के लुमेन में डाली जाती है। इनमें से कुछ प्रोटीन झिल्ली का अभिन्न अंग बन जाते हैं।

फिर भी, कुछ प्रोटीनों को लुमेन में छोड़ा जाता है और गोल्गी शरीर के पुटिकाओं में शामिल किया जाता है। वे आगे चीनी के अवशेषों के अलावा ग्लाइकोसिलेशन के रूप में संशोधित कर सकते हैं। वेसकल्स ने प्लाज्मा झिल्ली के साथ फ्यूज का गठन किया और अंत में ये प्रोटीन बाहर निकल जाते हैं।