How does the cell convert DNA into

How does the cell convert DNA into working proteins? The process of translation can be seen as the decoding of instructions for making proteins, involving mRNA in transcription as well as tRNA.
Aa Aa Aa
The genes in DNA encode protein molecules, which are the "workhorses" of the cell, carrying out all the functions necessary for life. For example, enzymes, including those that metabolize nutrients and synthesize new cellular constituents, as well as DNA polymerases and other enzymes that make copies of DNA during cell division, are all proteins.

In the simplest sense, expressing a gene means manufacturing its corresponding protein, and this multilayered process has two major steps. In the first step, the information in DNA is transferred to a messenger RNA (mRNA) molecule by way of a process called transcription. During transcription, the DNA of a gene serves as a template for complementary base-pairing, and an enzyme called RNA polymerase II catalyzes the formation of a pre-mRNA molecule, which is then processed to form mature mRNA (Figure 1). The resulting mRNA is a single-stranded copy of the gene, which next must be translated into a protein molecule.


A schematic diagram shows the transcription and translation processes in three basic steps. First, DNA is transcribed into RNA, and then the new mRNA is processed to form a mature mRNA transcript. Finally, the mature mRNA is translated into a protein.
Figure 1: A gene is expressed through the processes of transcription and translation.
During transcription, the enzyme RNA polymerase (green) uses DNA as a template to produce a pre-mRNA transcript (pink). The pre-mRNA is processed to form a mature mRNA molecule that can be translated to build the protein molecule (polypeptide) encoded by the original gene.
© 2013 Nature Education All rights reserved. View Terms of Use
Figure Detail
During translation, which is the second major step in gene expression, the mRNA is "read" according to the genetic code, which relates the DNA sequence to the amino acid sequence in proteins (Figure 2). Each group of three base pairs in mRNA constitutes a codon, and each codon specifies a particular amino acid (hence, it is a triplet code). The mRNA sequence is thus used as a template to assemble—in order—the chain of amino acids that form a protein.

A table lists 64 different combinations of the nucleotides uracil (U), cytosine (C), adenine (A), and guanine (G) when they are arranged in three-nucleotide-long codons. The four possible identities of the first nucleotide in the codon are listed in a column on the left side of the table. The same four possible identities of the second nucleotide in the codon are listed in a row along the top of the table. The four possible identities of the third nucleotide in the codon are listed in a column on the right side of the table. The inside of the table is divided into a four by four grid. Each box in the grid contains all the codons that may result when combining the corresponding 1st, 2nd, and 3rd position nucleotides listed in the left column, top row, and right column, respectively. Colored spheres representing amino acids appear in the table beside the three-nucleotide codons that code for them.
Figure 2: The amino acids specified by each mRNA codon. Multiple codons can code for the same amino acid.
The codons are written 5' to 3', as they appear in the mRNA. AUG is an initiation codon; UAA, UAG, and UGA are termination (stop) codons.
© 2014 Nature Education All rights reserved. View Terms of Use
Figure Detail
But where does translation take place within a cell? What individual substeps are a part of this process? And does translation differ between prokaryotes and eukaryotes? The answers to questions such as these reveal a great deal about the essential similarities between all species.
Where Translation Occurs
Within all cells, the translation machinery resides within a specialized organelle called the ribosome. In eukaryotes, mature mRNA molecules must leave the nucleus and travel to the cytoplasm, where the ribosomes are located. On the other hand, in prokaryotic organisms, ribosomes can attach to mRNA while it is still being transcribed. In this situation, translation begins at the 5' end of the mRNA while the 3' end is still attached to DNA.

In all types of cells, the ribosome is composed of two subunits: the large (50S) subunit and the small (30S) subunit (S, for svedberg unit, is a measure of sedimentation velocity and, therefore, mass). Each subunit exists separately in the cytoplasm, but the two join together on the mRNA molecule. The ribosomal subunits contain proteins and specialized RNA molecules—specifically, ribosomal RNA (rRNA) and transfer RNA (tRNA). The tRNA molecules are adaptor molecules—they have one end that can read the triplet code in the mRNA through complementary base-pairing, and another end that attaches to a specific amino acid (Chapeville et al., 1962; Grunberger et al., 1969). The idea that tRNA was an adaptor molecule was first proposed by Francis Crick, co-discoverer of DNA structure, who did much of the key work in deciphering the genetic code (Crick, 1958).

Within the ribosome, the mRNA and aminoacyl-tRNA complexes are held together closely, which facilitates base-pairing. The rRNA catalyzes the attachment of each new amino acid to the growing chain.

The Beginning of mRNA Is Not Translated
Interestingly, not all regions of an mRNA molecule correspond to particular amino acids. In particular, there is an area near the 5' end of the molecule that is known as the untranslated region (UTR) or leader sequence. This portion of mRNA is located between the first nucleotide that is transcribed and the start codon (AUG) of the coding region, and it does not affect the sequence of amino acids in a protein (Figure 3).

So, what is the purpose of the UTR? It turns out that the leader sequence is important because it contains a ribosome-binding site. In bacteria, this site is known as the Shine-Dalgarno box (AGGAGG), after scientists John Shine and Lynn Dalgarno, who first characterized it. A similar site in vertebrates was characterized by Marilyn Kozak and is thus known as the Kozak box. In bacterial mRNA, the 5' UTR is normally short; in human mRNA, the median length of the 5' UTR is about 170 nucleotides. If the leader is long, it may contain regulatory sequences, including binding sites for proteins, that can affect the stability of the mRNA or the efficiency of its translation.

A schematic illustration shows a region of DNA that contains a discrete transcription unit. The DNA is represented as a thin horizontal rectangle, and the transcription unit and its regulatory regions are represented by different colored rectangular regions clustered together along the DNA. The promoter region is represented as a green rectangular region near the left (three-prime) end of the DNA strand. The terminator region is represented as a black rectangular region near the right (five-prime) end of the DNA strand. The RNA-coding region, represented as a pink rectangular region, is between the promoter and the terminator. Arrows indicate transcription proceeds in a rightward direction from the transcription start site, where the promoter meets the RNA-coding region, to the transcription termination site, at the right-hand terminus of the terminator. The product of transcription is a five-prime to three prime (from left to right) MRNA transcript.
Figure 3: A DNA transcription unit.
A DNA transcription unit is composed, from its 3' to 5' end, of an RNA-coding region (pink rectangle) flanked by a promoter region (green rectangle) and a terminator region (black rectangle). Regions to the left, or moving towards the 3' end, of the transcription start site are considered "upstream;" regions to the right, or moving towards the 5' end, of the transcription start site are considered "downstream."
© 2014 Nature Education Adapted from Pierce, Benjamin. Genetics: A Conceptual Approach, 2nd ed. All rights reserved. View Terms of Use

Translation Begins After the Assembly of a Complex Structure

The translation of mRNA begins with the formation of a complex on the mRNA (Figure 4). First, three initiation factor proteins (known as IF1, IF2, and IF3) bind to the small subunit of the ribosome. This preinitiation complex and a methionine-carrying tRNA then bind to the mRNA, near the AUG start codon, forming the initiation complex.

A schematic shows the formation of an initiation complex on an mRNA molecule in two stages. A summary diagram above the schematic shows the transcription and translation processes as two basic steps. The transcription step in the summary diagram is greyed out; the translation step is contained in a box to show it has been represented in more detail in the schematic below it. The schematic shows a segment of an mRNA molecule made up of 24 nucleotides. Each nucleotide is represented as a colored rectangle and is designated with the letter A, U, G, or C. The first stage shows the binding of the small ribosomal subunit, and the second stage shows the binding of an initiator tRNA carrying a methionine residue.
Figure 4: The translation initiation complex.
When translation begins, the small subunit of the ribosome and an initiator tRNA molecule assemble on the mRNA transcript. The small subunit of the ribosome has three binding sites: an amino acid site (A), a polypeptide site (P), and an exit site (E). The initiator tRNA molecule carrying the amino acid methionine binds to the AUG start codon of the mRNA transcript at the ribosome’s P site where it will become the first amino acid incorporated into the growing polypeptide chain. Here, the initiator tRNA molecule is shown binding after the small ribosomal subunit has assembled on the mRNA; the order in which this occurs is unique to prokaryotic cells. In eukaryotes, the free initiator tRNA first binds the small ribosomal subunit to form a complex. The comp

Kết quả (Việt) 1:

Các tế bào chuyển đổi DNA sang protein làm việc như thế nào? Quá trình dịch thuật có thể được xem như là giải mã các hướng dẫn cho việc thực hiện protein, liên quan đến mRNA trong phiên mã và về.AA Aa AaCác gen trong DNA mã hóa phân tử protein, có những "workhorses" của tế bào, thực hiện tất cả các chức năng cần thiết cho cuộc sống. Ví dụ, enzyme, bao gồm cả những người có chuyển hóa chất dinh dưỡng và tổng hợp thành phần di động mới, cũng như các ADN polymerase và các enzym mà làm cho bản sao của DNA trong phân chia tế bào, là tất cả protein.Trong ý nghĩa đơn giản nhất, thể hiện một gen có nghĩa là sản xuất protein tương ứng, và quá trình multilayered này có hai bước lớn. Trong bước đầu tiên, các thông tin trong DNA được chuyển giao cho một phân tử ARN thông tin (mRNA) bằng cách một quá trình được gọi là sao chép. Trong quá trình phiên mã, DNA của một gen phục vụ như một khuôn mẫu để bổ sung cơ sở ghép nối, và một enzym gọi là RNA-polymerase II catalyzes sự hình thành của một phân tử pre-mRNA, sau đó được xử lý để hình thức trưởng thành mRNA (hình 1). MRNA kết quả là một bản sao đơn-stranded của gen tiếp theo phải được dịch thành một phân tử protein.Một sơ đồ sơ cho thấy các quá trình phiên mã và dịch bằng ba bước cơ bản. Trước tiên, DNA phiên âm thành RNA, và sau đó mRNA mới được xử lý để tạo thành một bảng điểm mRNA trưởng thành. Cuối cùng, mRNA trưởng thành được dịch sang một protein.Hình 1: Một gen được thể hiện thông qua các quá trình phiên mã và dịch.Trong quá trình phiên mã, enzyme RNA-polymerase (màu xanh lá cây) sử dụng ADN như một mẫu để sản xuất một pre-mRNA bảng điểm (màu hồng). Pre-mRNA được xử lý để tạo thành một phân tử mRNA trưởng thành có thể được dịch để xây dựng các phân tử protein (polypeptide) mã hóa bởi gen ban đầu.© 2013 bản chất giáo dục bảo lưu mọi quyền. Xem điều khoản sử dụngCon số chi tiếtTrong bản dịch, đó là bước quan trọng thứ hai trong biểu hiện gen, mRNA "đọc" theo mã di truyền, liên quan đến trình tự ADN để trình tự axit amin trong protein (hình 2). Mỗi nhóm ba cặp cơ sở trong mRNA cấu thành một codon, và mỗi codon chỉ định một acid amin cụ thể (do đó, nó là một bộ ba mã). Dãy mRNA do đó được sử dụng như một mẫu để lắp ráp — để — chuỗi axit amin tạo thành một protein.Một bảng liệt kê 64 kết hợp khác nhau của các nucleotide uracil (U), cytosine (C), adenine (A), và guanine (G) khi họ được bố trí trong ba nucleotide dài codons. Danh tính có thể bốn của các nucleotide đầu tiên trong codon được liệt kê ở cột bên trái của bảng. Cùng một danh tính có thể bốn của các nucleotide thứ hai trong codon được liệt kê trong một hàng dọc theo phía trên bảng. Danh tính có thể bốn của các nucleotide thứ ba trong codon được liệt kê trong cột bên phải của bảng. Bên trong của bảng này được chia thành một bốn bởi bốn lưới. Mỗi hộp trong lưới điện có chứa tất cả các codons có thể dẫn đến khi kết hợp các nucleotide 1, 2, và 3 vị trí tương ứng được liệt kê ở cột bên trái, đầu hàng và cột bên phải, tương ứng. Lĩnh vực màu đại diện cho axit amin xuất hiện trong bảng bên cạnh codons ba-nucleotide mã đó cho họ.Hình 2: Các axit amin được chỉ định bởi mỗi codon mRNA. Nhiều codons có thể mã cho cùng một axit amin.Các codons được ghi vào 5' 3', như chúng xuất hiện trong mRNA. AUG là một codon khởi xướng; UAA, UAG, và UGA là chấm dứt (dừng) codons.© 2014 bản chất giáo dục bảo lưu mọi quyền. Xem điều khoản sử dụngCon số chi tiếtNhưng nơi dịch diễn ra trong vòng một tế bào? Những gì substeps cá nhân là một phần của quá trình này? Và nào dịch khác biệt giữa sinh và sinh vật nhân chuẩn? Câu trả lời cho câu hỏi như những tiết lộ một hợp đồng lớn về những điểm tương đồng cần thiết giữa tất cả các loài.Nơi dịch xảy raTrong tất cả các ô, Máy móc dịch cư trú trong một organelle đặc biệt gọi là ribosome. Trong sinh vật nhân chuẩn, trưởng thành mRNA phân tử phải rời khỏi hạt nhân và đi du lịch đến tế bào chất, nơi các ribosome được đặt. Mặt khác, trong các sinh vật so, ribosome có thể đính kèm để mRNA trong khi nó vẫn đang được phiên âm. Trong tình huống này, bản dịch bắt đầu vào giữa 5' mRNA trong khi 3' cuối cùng vẫn còn gắn liền với DNA.Trong tất cả các loại tế bào, ribosome bao gồm hai subunits: tiểu đơn vị lớn (50) và tiểu đơn vị nhỏ (30) (S, đơn vị svedberg, là một thước đo vận tốc lắng và, do đó, khối lượng). Mỗi tiểu đơn vị tồn tại một cách riêng biệt trong tế bào chất, nhưng cả hai tham gia cùng nhau trên các phân tử mRNA. Subunits ribosome chứa protein và chuyên ngành RNA phân tử — cụ thể, RNA ribosome (rARN) và chuyển RNA (những). Các phân tử về là các phân tử adaptor-họ có một đầu mà có thể đọc mã bộ ba mRNA thông qua bổ sung cơ sở ghép nối, và một kết thúc mà gắn vào một acid amin cụ thể (Chapeville et al., năm 1962; Grunberger et al., 1969). Ý tưởng rằng những là một phân tử tử lần đầu tiên được đề xuất bởi Francis Crick, đồng khám phá ra cấu trúc ADN, người đã làm hầu hết phím làm việc trong giải mã mã di truyền (Crick, 1958).Trong ribosome, mRNA và chuyển về đài được tổ chức với nhau chặt chẽ, mà tạo điều kiện kết nối cơ sở. RRNA catalyzes phần đính kèm của mỗi axít amin mới vào chuỗi ngày càng tăng.Sự khởi đầu của mRNA không được dịchĐiều thú vị, không phải tất cả các vùng của một phân tử mRNA tương ứng với axit amin cụ thể. Đặc biệt, đó là một khu vực gần 5' cuối của các phân tử được gọi là phải vùng (Maldegem) hay lãnh đạo chuỗi. Phần này của mRNA nằm giữa nucleotide đầu tiên phiên âm và bắt đầu codon (AUG) của vùng mã hóa, và nó không ảnh hưởng đến trình tự axit amin trong protein (hình 3).Vì vậy, những gì là mục đích của Maldegem? Nó chỉ ra rằng trình tự lãnh đạo là quan trọng bởi vì nó có một trang web ribosome-ràng buộc. Ở vi khuẩn, trang web này được gọi là hộp bóng-Dalgarno (AGGAGG), sau khi các nhà khoa học John bóng và Lynn Dalgarno, người đầu tiên đặc trưng nó. Một trang web tương tự trong động vật có được đặc trưng bởi Marilyn Kozak và do đó được gọi là hộp Kozak. Ở vi khuẩn mRNA, các 5' Maldegem là bình thường ngắn; trong con người mRNA, chiều dài trung bình của các 5' Maldegem là khoảng 170 nucleotide. Nếu các nhà lãnh đạo là dài, nó có thể chứa trình tự quy định, bao gồm cả các trang web liên kết cho protein, mà có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của mRNA hoặc hiệu quả của bản dịch của nó.Một minh hoạ sơ cho thấy một khu vực của ADN có chứa một đơn vị rời rạc phiên mã. DNA được thể hiện như một hình chữ nhật ngang mỏng, và các đơn vị phiên mã và các khu vực pháp lý được đại diện bởi khác nhau khu vực hình chữ nhật màu nhóm với nhau dọc theo các DNA. Vùng promoter được thể hiện như một khu vực hình chữ nhật màu xanh lá cây gần cuối (ba-thủ tướng) bên trái của chuỗi ADN. Vùng kẻ hủy diệt được thể hiện như một khu vực hình chữ nhật màu đen gần phía bên phải (5-thủ tướng) của chuỗi ADN. Vùng mã hóa RNA, đại diện cho một khu vực hình chữ nhật màu hồng, nằm giữa promoter và kẻ hủy diệt. Mũi tên cho biết phiên mã tiền thu được trong một hướng về từ phiên bắt đầu trang web, nơi promoter đáp ứng RNA mã hóa vùng, chấm dứt phiên mã trang, tại ga cuối bên phải của kẻ hủy diệt. Sản phẩm phiên mã là một thủ tướng năm ba nguyên tố (từ trái sang phải) MRNA bảng điểm.Hình 3: Một đơn vị sao chép DNA.Một đơn vị sao chép DNA là bao gồm, từ của nó 3' 5' kết thúc, một vùng mã hóa RNA (hình chữ nhật màu hồng) bao quanh bởi một vùng promoter (màu xanh lá cây hình chữ nhật) và một khu vực kẻ hủy diệt (hình chữ nhật màu đen). Các khu vực bên trái, hoặc di chuyển đến 3' cuối, các trang web bắt đầu sao chép được coi là "thượng nguồn;" khu vực bên phải, hoặc di chuyển đến 5' cuối, các trang web bắt đầu sao chép được coi là "hạ lưu."© 2014 bản chất giáo dục thích nghi từ Pierce, Benjamin. Di truyền học: Một phương pháp khái niệm, 2nd ed. Tất cả các quyền. Xem điều khoản sử dụngDịch bắt đầu sau khi hội đồng của một cấu trúc phức tạpBản dịch của mRNA bắt đầu với sự hình thành của một phức tạp trên mRNA (hình 4). Đầu tiên, bắt đầu ba yếu tố protein (được gọi là IF1, IF2, và IF3) liên kết với tiểu đơn vị nhỏ của ribosome. Này phức tạp preinitiation và methionin thực hiện về sau đó liên kết với mRNA, gần AUG bắt đầu codon, hình thành việc khởi xướng phức tạp.Một sơ đồ cho thấy sự hình thành của một giai đoạn khởi đầu phức tạp trên một phân tử mRNA trong hai giai đoạn. Một sơ đồ tóm tắt ở trên sơ đồ thể hiện các quá trình phiên mã và dịch như là hai bước cơ bản. Bước phiên mã trong sơ đồ tóm tắt màu xám ra ngoài; bước dịch được chứa trong một hộp để hiển thị nó đã được đại diện trong các chi tiết hơn trong sơ đồ dưới nó. Sơ đồ cho thấy một phân đoạn của một phân tử mRNA gôm 24 nucleotide. Mỗi nucleotide được thể hiện như một hình chữ nhật màu và được chỉ định với các chữ cái A, U, G, hoặc C. Giai đoạn đầu tiên cho thấy các ràng buộc của tiểu đơn vị ribosome nhỏ, và giai đoạn thứ hai cho thấy các ràng buộc của một xướng về thực hiện một dư lượng Methionin.Hình 4: Dịch khởi xướng phức tạp.Khi dịch bắt đầu, tiểu đơn vị nhỏ của ribosome và một phân tử về khởi sự lắp ráp học bạ mRNA. Tiểu đơn vị nhỏ của ribosome có ba liên kết trang web: trang web một acid amin (A), một trang web polypeptide (P), và một trang web xuất cảnh (E). Phân tử về khởi sự mang Methionin axit amin liên kết với AUG codon bắt đầu của bảng điểm mRNA tại ribosome của P trang web nơi mà nó sẽ trở thành axít amin đầu tiên tích hợp vào chuỗi polypeptide ngày càng tăng. Ở đây, các phân tử về xướng Hiển thị ràng buộc sau khi tiểu đơn vị ribosome nhỏ đã lắp ráp trên mRNA; để điều này xảy ra là duy nhất cho so tế bào. Trong sinh vật nhân chuẩn, xướng miễn phí về lần đầu tiên liên kết với tiểu đơn vị ribosome nhỏ để tạo thành một phức tạp. Comp

Kết quả (Việt) 2:

Làm thế nào để chuyển đổi các tế bào DNA thành các protein làm việc? Quá trình dịch có thể được xem như là giải mã các hướng dẫn cho việc tạo protein, liên quan đến mRNA trong phiên mã cũng như tRNA.
Aa Aa Aa
các gen trong phân tử protein mã hóa DNA, đó là những "workhorses" của tế bào, thực hiện tất cả các chức năng cần thiết cho cuộc sống. Ví dụ, các enzym, bao gồm cả những người chuyển hóa chất dinh dưỡng, tổng hợp các thành phần mới của tế bào, cũng như polymerase DNA và các enzym khác mà làm cho các bản sao của DNA trong phân chia tế bào, là tất cả các protein. Trong ý nghĩa đơn giản nhất, thể hiện một gen có nghĩa là sản xuất protein tương ứng của nó , và quá trình đa cấp này có hai bước chính. Trong bước đầu tiên, các thông tin trong DNA được chuyển giao cho một RNA thông tin (mRNA) phân tử bằng cách của một quá trình gọi là phiên mã. Trong phiên mã, ADN của một gen đóng vai trò như một khuôn mẫu để bổ sung cơ sở-ghép nối, và một enzyme gọi là RNA polymerase II xúc tác sự hình thành của một phân tử pre-mRNA, sau đó được xử lý để tạo mRNA trưởng thành (Hình 1). Kết quả là mRNA là một bản sao sợi đơn của gen, mà tiếp theo phải được dịch sang một phân tử protein. Một sơ đồ cho thấy các quá trình phiên mã và dịch trong ba bước cơ bản. Đầu tiên, DNA được phiên mã thành RNA, và sau đó các mRNA mới được xử lý để tạo thành một bảng điểm mRNA trưởng thành. Cuối cùng, các mRNA trưởng thành được dịch sang một protein. Hình 1: Một gen được biểu hiện thông qua các quá trình phiên mã và dịch. Trong phiên mã, polymerase enzyme RNA (màu xanh lá cây) sử dụng DNA làm khuôn mẫu để sản xuất ra một bảng điểm pre-mRNA (màu hồng ). Các pre-mRNA được xử lý để tạo thành một phân tử mRNA trưởng thành có thể được dịch để xây dựng các phân tử protein (polypeptide) được mã hóa bởi gen ban đầu. © 2013 Nature Education Tất cả quyền được bảo lưu. Xem Điều khoản sử dụng hình chi tiết Trong bản dịch, đó là bước quan trọng thứ hai trong biểu hiện gen, mRNA được "đọc" theo mã di truyền, liên quan trình tự DNA với trình tự axit amin trong protein (Hình 2). Mỗi nhóm gồm ba cặp base trong mRNA tạo thành một codon, và mỗi codon xác định một axit amin đặc biệt (do đó, nó là một mã bộ ba). Do đó trình tự mRNA được sử dụng như một khuôn mẫu để lắp ráp-để-chuỗi axit amin tạo thành một protein. Một bảng liệt kê 64 kết hợp khác nhau của các nucleotide uracil (U), cytosine (C), adenine (A), và guanine (G) khi họ được bố trí trong các codon ba nucleotide dài. Bốn sắc thể của nucleotide đầu tiên trong bộ ba mã hóa được liệt kê trong một cột ở phía bên trái của bảng. Bốn khả dĩ nhất cùng các nucleotide thứ hai trong codon được liệt kê trong một hàng dọc theo phía trên của bảng. Bốn sắc thể của nucleotide thứ ba trong codon được liệt kê trong một cột ở phía bên phải của bảng. Các bên trong của bảng được chia thành bốn bốn lưới. Mỗi hộp trong lưới điện có chứa tất cả các codon có thể xảy ra khi kết hợp tương ứng 1, 2, và nucleotide vị trí thứ 3 được liệt kê ở cột bên trái, hàng trên cùng, và cột bên phải, tương ứng. Quả cầu màu đại diện cho các axit amin xuất hiện trong bảng bên cạnh các codon ba nucleotide mã hoá cho họ. Hình 2: Các axit amin quy định của từng mRNA codon. Nhiều codon có thể mã cho các axit amin cùng. Các codon được viết 5 'đến 3', khi chúng xuất hiện trong mRNA. Tháng Tám là một codon khởi đầu; UAA, UAG, UGA và là kết thúc (stop) codon. © 2014 Nature Education Tất cả quyền được bảo lưu. Xem Điều khoản sử dụng hình chi tiết Nhưng nơi nào dịch diễn ra trong một tế bào? Có gì substeps cá nhân là một phần của quá trình này? Và không dịch khác nhau giữa sinh vật nhân sơ và sinh vật nhân chuẩn? Các câu trả lời cho những câu hỏi như những tiết lộ rất nhiều về những điểm tương đồng cơ bản giữa các loài. Trong trường hợp dịch Xảy Trong tất cả các tế bào, các máy móc dịch cư trú trong một bào quan chuyên môn gọi là ribosome. Ở eukaryote, các phân tử mRNA trưởng thành phải rời khỏi nhân và đi du lịch đến các tế bào chất, nơi mà các ribosome nằm. Mặt khác, trong các sinh vật prokaryote, ribosome có thể gắn vào mRNA trong khi nó vẫn đang được phiên âm. Trong tình huống này, dịch bắt đầu vào lúc 5 'cuối của mRNA trong khi 3' cuối vẫn còn dính với DNA. Trong tất cả các loại tế bào, các ribosome bao gồm hai tiểu đơn vị: lớn (50S) tiểu đơn vị và nhỏ (30S ) tiểu đơn vị (S, cho Svedberg đơn vị, là một biện pháp của vận tốc lắng và, do đó, khối lượng). Mỗi tiểu đơn vị tồn tại riêng rẽ trong tế bào chất, nhưng hai cùng nhau tham gia vào các phân tử mRNA. Các tiểu đơn vị ribosome chứa protein và RNA chuyên phân tử đặc biệt, RNA ribosome (rRNA) và RNA vận chuyển (tRNA). Các phân tử tRNA là bộ chuyển đổi phân tử họ có một kết thúc có thể đọc các mã bộ ba trong mRNA thông qua bổ sung cơ sở-ghép nối, và một kết thúc mà gắn vào một axit amin đặc biệt (Chapeville et al, 1962;.. Grunberger et al, 1969 ). Ý tưởng cho rằng tRNA là một phân tử tiếp hợp lần đầu tiên được đề xuất bởi Francis Crick, người đồng khám phá cấu trúc DNA, những người đã làm nhiều công việc quan trọng trong việc giải mã các mã di truyền (Crick, 1958). Trong ribosome, mRNA và aminoacyl-tRNA khu phức hợp được tổ chức chặt chẽ với nhau, tạo điều kiện cơ sở-ghép nối. Các rRNA xúc tác gắn bó của mỗi acid amin mới vào chuỗi ngày càng tăng. The Beginning của mRNA là không dịch thú vị, không phải tất cả các vùng của một phân tử mRNA tương ứng với các axit amin đặc biệt. Đặc biệt, có một khu vực gần đầu 5 'của phân tử được gọi là các khu vực chưa được dịch (UTR) hay chuỗi nhà lãnh đạo. Điều này phần của mRNA nằm giữa các nucleotide đầu tiên được ghi chép lại và bắt đầu codon (tháng tám) của vùng mã hóa, và nó không ảnh hưởng đến trình tự của các axit amin trong một protein (Hình 3). Vì vậy, mục đích là gì các UTR? Nó chỉ ra rằng các chuỗi nhà lãnh đạo là quan trọng bởi vì nó có chứa một trang web ribosome-binding. Ở vi khuẩn, trang web này được gọi là hộp Shine-Dalgarno (AGGAGG), sau khi các nhà khoa học John Shine và Lynn Dalgarno, người đầu tiên mô tả nó. Một trang web tương tự như ở động vật có xương được đặc trưng bởi Marilyn Kozak và vì thế được gọi là hộp Kozak. Trong mRNA vi khuẩn, 5 'UTR là thường ngắn; trong mRNA con người, chiều dài trung bình của 5 'UTR là khoảng 170 nucleotide. Nếu các nhà lãnh đạo là dài, nó có thể chứa các trình tự quy ​​định, bao gồm cả các trang web liên kết với protein, có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của mRNA hoặc hiệu quả của các bản dịch của nó. Một minh họa sơ đồ cho thấy một khu vực của DNA có chứa một đơn vị phiên mã rời rạc. DNA được biểu diễn như là một hình chữ nhật mỏng ngang, và các đơn vị phiên mã và vùng điều hòa của nó được đại diện bởi các vùng hình chữ nhật màu khác nhau họp nhóm cùng nhau dọc theo DNA. Vùng promoter được biểu diễn như là một khu vực hình chữ nhật màu xanh lá cây gần bên trái (ba-prime) kết thúc của chuỗi DNA. Các khu vực terminator được biểu diễn như là một khu vực hình chữ nhật màu đen gần đúng (năm-prime) kết thúc của chuỗi DNA. Các khu vực RNA mã hóa, biểu diễn như là một khu vực hình chữ nhật màu hồng, là giữa promoter và terminator. Các mũi tên chỉ tiền thu được phiên mã theo một hướng sang phải từ các trang web sao chép bắt đầu, nơi các promoter đáp ứng các khu vực RNA mã hóa, để các trang web kết thúc phiên mã, tại ga cuối bên phải của terminator. Các sản phẩm phiên mã là một năm thủ ba nguyên tố (từ trái sang phải) mRNA bảng điểm. Hình 3:. Một đơn vị phiên mã DNA Một đơn vị phiên mã DNA được tạo ra, từ cuối 3 'đến 5' của mình, trong một RNA mã hóa khu vực (hình chữ nhật màu hồng) bao bọc bởi một vùng promoter (hình chữ nhật màu xanh lá cây) và một khu vực terminator (hình chữ nhật màu đen). Khu vực bên trái, hoặc di chuyển về phía đầu 3 ', của các trang web sao chép bắt đầu được coi là "thượng lưu"; vùng bên phải, hoặc di chuyển về phía đầu 5 ', các trang web sao chép bắt đầu được coi là "hạ lưu." © 2014 Nature Education Chuyển thể từ Pierce, Benjamin. Di truyền: Một cách tiếp cận khái niệm, 2nd ed. Tất cả quyền được bảo lưu. Xem Điều khoản sử dụng dịch Begins Sau hội của một cấu trúc phức tạp Bản dịch của mRNA bắt đầu với sự hình thành của một phức tạp trên mRNA (Hình 4). Đầu tiên, ba protein yếu tố khởi đầu (gọi là IF1, IF2, và IF3) bám vào các tiểu đơn vị nhỏ của ribosome. Điều này phức tạp preinitiation và methionine mang tRNA sau đó liên kết với các mRNA, gần codon khởi đầu tháng tám, tạo thành phức hợp khởi. Một sơ đồ cho thấy sự hình thành của một phức tạp bắt đầu trên một phân tử mRNA trong hai giai đoạn. Một sơ đồ tóm tắt trên sơ đồ cho thấy các phiên mã và dịch quy trình như hai bước cơ bản. Các bước sao chép trong sơ đồ tóm tắt là màu xám; các bước dịch được chứa trong một hộp để hiển thị nó đã được trình bày chi tiết hơn trong các sơ đồ bên dưới nó. Các sơ đồ cho thấy một phân đoạn của một phân tử mRNA được tạo thành từ 24 nucleotide. Mỗi nucleotide được biểu diễn như là một hình chữ nhật màu và được chỉ định bằng chữ A, U, G, hoặc C. Giai đoạn đầu tiên cho thấy sự liên kết của các tiểu đơn vị ribosome nhỏ, và giai đoạn thứ hai cho thấy sự ràng buộc của tRNA khởi đầu mang một dư lượng methionine . Hình 4: Sự phức tạp bắt đầu dịch. Khi dịch bắt đầu, các tiểu đơn vị nhỏ của ribosome và một tRNA khởi phân tử lắp ráp trên bảng điểm mRNA. Các tiểu đơn vị nhỏ của ribosome có ba địa điểm ràng buộc: một trang web axit amin (A), một trang web polypeptide (P), và một trang web xuất cảnh (E). TRNA khởi đầu phân tử mang amino acid methionine liên kết với các codon Tháng Tám bắt đầu của bảng điểm mRNA tại trang web P của ribosome, nơi nó sẽ trở thành các axit amin đầu tiên được đưa vào chuỗi polypeptide đang phát triển. Ở đây, các phân tử tRNA khởi đầu được thể hiện ràng buộc sau khi các tiểu đơn vị ribosome nhỏ đã được lắp ráp trên mRNA; thứ tự mà điều này xảy ra là duy nhất cho các tế bào prokaryote. Ở eukaryote, người khởi xướng miễn phí tRNA đầu tiên liên kết với các tiểu đơn vị ribosome nhỏ để tạo thành một phức tạp. Các comp