Εάν παρακολουθήσετε ένα κελί για λίγο, θα το δείτε να κυλά μεταξύ ανάπτυξης και διαίρεσης. Κατά τη διάρκεια αυτών των κύκλων, απαιτείται πολλή δουλειά για τη φροντίδα του γενετικού κώδικα που βρίσκεται στο DNA ενός κυττάρου ή του δεοξυριβονουκλεϊκού οξέος. Μερικές δουλειές, που ονομάζονται αντιγραφή και μεταγραφή, είναι πράξεις προθέρμανσης που πρέπει να συμβούν προτού το κύτταρο αρχίσει να ξεδιπλώνει γενετικά μηνύματα. Η διαδικασία που ονομάζεται μετάφραση αποκωδικοποιεί γενετικές πληροφορίες και το πρώτο βήμα στη μετάφραση είναι η «μύηση».
RNA
Το ριβονουκλεϊκό οξύ, ή RNA, είναι ένα μόριο που περιέχει σάκχαρα. Μία από τις τέσσερις διαφορετικές βάσεις - μόρια τύπου δακτυλίου που περιέχουν άζωτο - κρέμεται από κάθε μονάδα σακχάρου. Οι τέσσερις βάσεις είναι η αδενίνη (Α), η κυτοσίνη (C), η γουανίνη (G) και η ουρακίλη (U). Κατά τη διάρκεια της μετάφρασης, η σειρά κτυπήματος των βάσεων στο messenger RNA, ή mRNA, ελέγχει τη σειρά των αμινοξέων στις πρωτεΐνες. Η βασική σύνθεση mRNA προέρχεται από το DNA. Σχεδόν κάθε τρίο βάσεων κατά μήκος του κλώνου mRNA δείχνει ένα συγκεκριμένο αμινοξύ. Για παράδειγμα, το mRNA τριπλό AUG κωδικοποιεί το αμινοξύ μεθειονίνη, το οποίο είναι πάντα το αμινοξύ που εκλύει όταν το κύτταρο παράγει πρωτεΐνες.
Ριβοσώματα
Ένα ριβοσώμα είναι ένα μικροσκοπικό κυτταρικό μέρος που αποτελείται από δύο υπομονάδες που περιέχουν ριβοσωμικό RNA ή rRNA και πρωτεΐνη. Τα κύτταρα έχουν πολλά ριβοσώματα, τα οποία είναι εργοστάσια παραγωγής πρωτεϊνών. Η μεταφορά RNA, ή tRNA, λειτουργεί σαν ρυμουλκό ρυμούλκησης που μεταφέρει αμινοξέα στην περιοχή συναρμολόγησης πρωτεϊνών του ριβοσώματος. Το ριβόσωμα έχει τρεις διαφορετικές θέσεις εργασίας για τη συγκράτηση μορίων tRNA. Ο ιστότοπος P αρπάζει στο πρώτο tRNA. Η τοποθεσία A αρπάζει το επόμενο tRNA που απαιτείται και η θέση P μετακινεί το επόμενο αμινοξύ στην αναπτυσσόμενη πρωτεΐνη. Το άδειο tRNA μετακινείται στη συνέχεια στην τοποθεσία Ε όπου το ριβόσωμα το κλωτσάει στο πεζοδρόμιο. Η τοποθεσία P είναι πάντα έτοιμη να ξεκινήσει με το αμινοξύ μεθειονίνη.
Προετοιμασία του μηνύματος
Πρέπει να γίνει κάποια εκκαθάριση του μηνύματος πριν από τη μετάφραση. Το κελί πρέπει να διορθώσει το πρόσφατα φτιαγμένο mRNA πριν το στείλει σε ριβόσωμα. Τα εμπρός και πίσω άκρα έχουν αναβαθμίσεις που προστατεύουν το σκέλος από την επίθεση από εχθρικά ένζυμα. Επιπλέον, τα ένζυμα επεξεργαστή αφαιρούν περιττά τμήματα από τον κλώνο mRNA. Το χαλασμένο mRNA προσκολλάται στη μικρή ριβοσωμική υπομονάδα με τη βοήθεια πρωτεϊνών που ονομάζονται παράγοντες έναρξης. Ένας παράγοντας κολλάει στο μπροστινό άκρο του mRNA για να βεβαιωθείτε ότι έχει φορτωθεί πρώτα στο ριβόσωμα. Η μεγάλη ριβοσωμική υπομονάδα συμμετέχει στο πάρτι, δημιουργώντας ένα πλήρως φορτωμένο ριβόσωμα που είναι έτοιμο για δράση. Η συσχέτιση με ριβοσώματα των παραγόντων έναρξης, mRNA, και το πρώτο tRNA με συνδεδεμένη μεθειόνη ονομάζεται σύμπλεγμα προκαταρκτικής μετάφρασης.
Την έναρξη
Η μετάφραση ξεκινά όταν το σύμπλεγμα προ-εκκίνησης ευθυγραμμίζεται στο ριβόσωμα και το αρχικό μόριο tRNA-μεθειονίνης καθιερώνεται στην θέση Ρ. Για την κατασκευή της επιθυμητής πρωτεΐνης, τα κατάλληλα αμινοξέα πρέπει να στρατολογούνται και να δεσμεύονται, με τη σωστή σειρά, σε μια αλυσίδα. Κατά τη διάρκεια της φάσης επιμήκυνσης, το ριβόσωμα ταξιδεύει κάτω από τον κλώνο mRNA, διαβάζοντάς το και προσθέτοντας αμινοξέα στον κλώνο πρωτεΐνης. Η πρωτεΐνη συνεχίζει να μεγαλώνει έως ότου το ριβοσώμα χτυπήσει ένα σήμα «διακοπής» στον κλώνο mRNA, οπότε το ριβόσωμα εκτοξεύει τη νέα πρωτεΐνη.