PROTEİN SENTEZİ

PROTEİN SENTEZİ

 DNA’nın hücre hayatını yönetmesi protein sentezini denetlemesi ile gerçekleşir. Sentezlenen proteinler yapısal proteinler olabileceği gibi enzimlerin yapısını da oluştururlar.

 DNA’da belli proteinlerin sentezinden sorumlu yapılara gen denir. Genler binlerce nükleotidden oluşmuştur.

Protein sentezinde DNA, mRNA, tRNA, amino asit, enzim, ribozom ve ATP molekülleri görev yapar. DNA üzerinde bulunan ve belirli bir proteinin sentezlenmesi için şifre veren parçaya gen adı verilir. Genler doğrudan protein sentezine katılmaz. Bir gendeki bilginin protein sentezinde kullanılmak üzere mRNA’ya aktarılmasına transkripsiyon (genetik şifre yazılması) denir. mRNA’daki şifreye protein sentezine ise translasyon (şifrenin okunması) adı verilir.

Protein sentezinde görev yapan genetik kod, kodon ve antikodon yapıları arasında uyum vardır.

Protein sentezi ribozomlarda gerçekleşir. Ribozomlar küçük ve büyük alt birimlerden meydana gelmiştir. Bu alt birimler normalde ayrı halde bulunurlar, sadece protein sentezi sırasında birleşerek aktif ribozomu meydana getirirler.

Ökaryotik bir hücrede transkripsiyon ve translasyonu;

1.       DNA’nın anlamlı zinciri Helikaz enzimi tarafında açılır.

2.       RNA polimeraz enzimi anlamlı zincirdeki promotor bölgesinden başlayarak 3’ ucundan 5’ ucuna doğru uygun nükleotitleri (A=U,G=C) ekler. Yeni oluşan zincirin uzama yönü 5’ — 3’ şeklindedir.  Kalıp zincirin okunması terminator bölgeye geldiği zaman sonlanır. Bunun sonucunda öncü mRNA sentezlenmiş olur. Bu işleme transkripsiyon denir.

3.   mRNA’nın (öncü mRNA sentezlendikten sonra düzenleme işlemi yapılır. Düzenleme işleminde, mRNA’nın ilk meydana gelen 5’ucuna Guanozin trifosfatdan (7-metil guanozin) oluşmuş bir başlık takılır. Bu başlığın iki önemli görevi vardır. Birincisi enzimlerin parçalayıcı etkisinden korumak ikincisi sitoplazmaya ulaştıktan sonra ribozoma bağlanmasını sağlamaktır. Öncü mRNA 3’ucuna ise çekirdekten ayrılmadan önce 50-250 arası adenin nükleotidlerden oluşmuş bir Poly(A) kuyruk takılır. Bu yapılar protein sentezinde okunmaz başlayıcı ve bitiş sinyallerinin arasında kalan gerçek kodlanan kısım yani gen sentezinde esas okunan ve protein sentezi yapılan kısımdır.

4.       Öncü mRNA üzerinde intron ve ekzonlar bulunur. İntronlar kesilerek çıkarılır kalan ekzonlar birleştirilir. Böylece mRNA sentezi yani transkripsiyon tamamlanmış olur.

5.       mRNA çekirdek zarındaki porlardan sitoplazmaya geçer.

6.       mRNA ribozom küçük alt birimine bağlanır. İlk başlama kodonu okunur.

7.       Aminoaçil tRNA sentetaz enzimi tarafında ATP harcanarak metionin aminosidi tRNA’ya bağlanır. tRNA metionini ribozomlara getirir. mRNA kodonu ile tRNA antikodonu arasında geçici H bağları kurulur.

8.       Ribozom büyük alt birimi de mRNA üzerine bağlanır ve ribozom aktifleşir. mRNA üzerindeki diğer kodonlar okunmaya başlanır.

9.       Sitoplazmada her bir amino asit, özgül bir aminoaçil–tRNA sentataz enzimi ve ATP yardımıyla uygun tRNA’ya bağlanır.

10.   mRNA kodonlarını okunma sırasına uygun olarak aminoasitler ribozomlara taşınır. Ribozomun üzerine mRNA’nın kodonu ile tRNA’nın antikodonu arasında zayıf hidrojen bağları kurulur.

11.   tRNA’nın getirdiği amino asit enzimler yardımıyla uzayan proteine eklenir. mRNA ribozom boyunca her seferinde bir kodonu hareket ettirirken, art arda dizilen tRNA’lar protein zincirine amino asitleri eklemeye devam eder. Ribozomun üzerine mRNA’nın durdurucu kodonunun gelmesiyle protein sentezi sonlanır. mRNA üzerinde stop kodonundan sonraki kodonlar okunmaz.

12.   Sentezlenen polipeptit zinciri primer yapıdadır. Polipeptit zincirleri düzenlenerek kuaterner yapıya dönüştürülür. İki veya daha fazla kuaterner yapı birlerşerek esas proteini meydana getirir.