Protein Sentezi

Protein Sentezi


Protein sentezi, hücrenin protein sentezlenmesi için gereken bir biyokimyasal süreçtir. Bu terim bazen sadece protein translasyonu anlamında kullanılsa da transkripsiyon ile başlayıp translasyonla biten çok aşamalı bir süreçtir. Prokaryotlarda ve ökaryotlarda ribozom yapısı ve yardımcı proteinler bakımından farklılık göstermesine karşın, temel mekanizma korunmuştur.

Protein sentezi için aminoasil-tRNA’ların hazırlanmasında, ya da sentez süresince ATP ve GTP hidrolizi ile yüksek miktarda enerji harcanır. Ayrıca, hücreler ürettikleri enerjinin büyük kısmını protein sentezinde görev alan yapıları oluşturmakta kullanırlar.

Bu sürecin genel hata oranı 10-4 civarındadır (her 10000 amino asitten bir hatalı yerleştirilir). Bazı antibiyotikler protein sentezine müdahale ederek etki gösterirler.

Protein sentezinin başlatılması

Protein sentezi ribozomlarda yapılır. DNA’yı kaynak olarak kullanan RNA polimeraz enzimi tarafından üretilen mRNA molekülü, IF proteinlerinin yardımıyla önce ribozomun küçük altbirimine bağlanır. Daha sonra mRNA’nın üzerindeki doğru başlangıç kodonuna (genellikle AUG) Met-tRNAi (bakterilerde fMet-tRNAf) molekülü bağlanır. Bunun ardından ribozomun büyük altbirimi, oluşan kompleksle birleşerek protein sentezini başlatır.

Sentez süreci

Protein sentezi sırasında, amino asit bağlanmış mRNA molekülleri (aminoasil-tRNA), EF proteinleri eşliğinde ribozoma getirilir. Ribozomun A bölgesindeki mRNA kodonuyla uyumlu aminoasil-tRNA molekülleri ribozom tarafından tutulur. Katalitik aktivitesi olan rRNA molekülünün yardımıyla, bu tRNA’nın taşıdığı amino asit, polipeptid zincirinin en son amino asidine bir peptid bağı ile bağlanır. Sonra mRNA üç baz kadar kaydırılarak bir sonraki kodon okunmaya hazır hale getirilir.


Sonlandırma

Ribozom mRNA üzerinde UAA, UGA ya da UAG kodonlarından birine rastladığı zaman, bu kodonlara RF proteinleri bağlanır ve ribozomun protein sentezini durdurmasını sağlar.

Transkripsiyon

Transkripsiyon için DNA çift sarmalının sadece bir ipliği gereklidir. Bu ipliğe ‘'’kalıp iplik”’ denir. Transkripsiyon başlatma (initiation) ile başlar. Transkripsiyonun başlangıç noktasını tayin eden RNA polimeraz enzimi DNA üzerinde belirli bir bölgeye bağlanır. Bu bağlanma bölgesine promotor denir. RNA polimeraz promotora bağlandığında, DNA iplikleri açılmaya başlar.

İkinci aşama uzamadır (elongation). RNA polimeraz, kodlamayan kalıp iplik üzerinde dolaşırken bir ribonükleotid polimeri sentezler. RNA polimeraz kodlayıcı ipliği kullanmaz çünkü herhangi bir ipliğin kopyası, kopyalanan ipliğin ‘'’komplementer”’ baz dizisini üretir.

Polimeraz sonlanma (termination) aşamasına geldiğinde yeni sentezlenen mRNA’nın sitoplazma ve endoplazmik retikulum dahil birçok hücre bölgesine ulaşması için değişikliğe uğraması gerekmektedir. Yıkılmasını önlemek için mRNA’ya 5′ cap eklenir. Kalıp olmak ve daha sonra işlenmesini sağlamak için 3′ ucuna bir poly-A kuyruğu eklenir. Ökaryotlardaki hayati önem taşıyan splicing olayı bu aşamada gerçekleşmektedir.