1.3 Translasjon

Translasjon

I dette kapittelet skal du lære om:

- Den genetiske koden og kodon-tabellen
- Transfer-RNA (tRNA) og aminosyre-aktivering
- Ribosomets struktur og funksjon
- De tre fasene av translasjon: initiering, elongering og terminering

Translasjon er det andre hovedsteget i genekspresjon, der den genetiske informasjonen i mRNA «oversettes» til en aminosyresekvens – altså et protein. Navnet «translasjon» betyr nettopp oversettelse: fra nukleotidspråket i nukleinsyrer til aminosyrespråket i proteiner.

Den genetiske koden

Den genetiske koden er «ordboken» som oversetter mRNA-sekvensen til aminosyrer.

Kodoner

- Koden leses i tripletter kalt kodoner – grupper av tre nukleotider i mRNA
- Det finnes $4^3 = 64$ mulige kodoner
- 61 kodoner koder for aminosyrer (det finnes bare 20 ulike aminosyrer)
- 3 kodoner er stoppkodoner: UAA, UAG, UGA
- 1 kodon er startkodon: AUG (koder for metionin)

Egenskaper ved den genetiske koden

1. Degenerert (redundant): Flere kodoner kan kode for samme aminosyre
- Eksempel: Leucin kodes av seks kodoner (UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG)
- Den tredje posisjonen i kodonet («wobble-posisjonen») er mest variabel

2. Universell: Nesten alle organismer bruker samme kode
- Unntak: Mitokondrier og noen protister har små avvik
- Støtter ideen om et felles opphav for alt liv

3. Ikke-overlappende: Kodoner leses etter hverandre uten overlapp
- Sekvens: AUGCCGUAA → AUG | CCG | UAA

4. Kommaløs: Ingen «komma» mellom kodonene – leserammen bestemmes av startkodonet AUG

Utvalgte kodoner

Transfer-RNA (tRNA) og ribosomet

tRNA – molekylær «tolk»

tRNA fungerer som oversetter mellom nukleotid- og aminosyrespråket:

Struktur (kløverblad-form):
- Ca. 75–95 nukleotider langt
- Faldet til en L-formet 3D-struktur
- Antikodon (3 baser): Komplementær til kodonet i mRNA
- 3'-akseptorsete (CCA-ende): Der aminosyren bindes
- Aminosyren kobles til tRNA av aminoacyl-tRNA-syntetase (bruker ATP)

        Aminosyre
            ↓
    A
    C       ← 3'-akseptorsete
    C
    |
  ╔═══╗
  ║   ║    ← tRNA-kropp (kløverblad)
  ╚═╦═╝
    ║
  ┌─┴─┐
  │A│U│C│  ← Antikodon
  └───┘
    ↕
  │U│A│G│  ← Kodon (i mRNA)

Hvert tRNA er spesifikt: aminoacyl-tRNA-syntetase sikrer at riktig aminosyre kobles til riktig tRNA. Det finnes 20 forskjellige syntetaser – én for hver aminosyre.

Ribosomet – proteinfabrikken

Ribosomet er et stort RNA-protein-kompleks:

Struktur:
- Prokaryoter: 70S-ribosom (30S liten underenhet + 50S stor underenhet)
- Eukaryoter: 80S-ribosom (40S liten underenhet + 60S stor underenhet)

Tre bindingsseter:
- A-setet (aminoacyl): Her ankommer nytt aminoacyl-tRNA med neste aminosyre
- P-setet (peptidyl): Her sitter tRNA-et som bærer den voksende polypeptidkjeden
- E-setet (exit): Her forlater «tomt» tRNA ribosomet

Ribosomalt RNA (rRNA):
- rRNA utgjør ca. 2/3 av ribosomets masse
- rRNA i den store underenheten har peptidyltransferase-aktivitet – det katalyserer dannelsen av peptidbindinger
- Ribosomet er et ribozym (RNA-enzym)

Translasjonens tre faser

1. Initiering

Hos prokaryoter:
1. Den lille underenheten (30S) binder til Shine-Dalgarno-sekvensen i mRNA (oppstrøms for AUG)
2. Initiator-tRNA (fMet-tRNA) plasseres i P-setet, parende med AUG
3. Den store underenheten (50S) bindes – komplett 70S-ribosom dannes
4. Krever initieringsfaktorer (IF1, IF2, IF3) og GTP

Hos eukaryoter:
1. Initieringsfaktorer (eIF) og den lille underenheten (40S) binder til 5'-cap på mRNA
2. Ribosomkomplekset «skanner» mRNA i 5'→3'-retning til det finner AUG
3. Kozak-sekvensen rundt AUG hjelper med gjenkjenning
4. Initiator-tRNA (Met-tRNA) plasseres i P-setet
5. Den store underenheten (60S) bindes – komplett 80S-ribosom dannes

2. Elongering

Elongeringen gjentas i en syklus for hvert kodon:

Steg 1 – Kodon-gjenkjenning:
- Aminoacyl-tRNA med riktig antikodon binder til A-setet
- Krever elongeringsfaktor (EF-Tu hos prokaryoter) og GTP
- GTP-hydrolyse sikrer «korrekturlesing» av kodon-antikodon-paring

Steg 2 – Peptidbinding:
- Peptidyltransferase (rRNA) katalyserer overføring av polypeptidkjeden fra tRNA i P-setet til aminosyren i A-setet
- Ny peptidbinding dannes

Steg 3 – Translokasjon:
- Ribosomet flyttes ett kodon (3 nt) langs mRNA i 5'→3'-retning
- tRNA i A-setet → P-setet
- tRNA i P-setet → E-setet (forlater ribosomet)
- Nytt kodon eksponeres i A-setet
- Krever elongeringsfaktor (EF-G) og GTP

Syklus:
  A-sete: Nytt aa-tRNA → Peptidbinding → Translokasjon → E-sete (ut)
         P-sete          A→P           P→E

Hastighet: Ca. 15–20 aminosyrer per sekund hos prokaryoter.

3. Terminering

1. Et stoppkodon (UAA, UAG eller UGA) ankommer A-setet
2. Ingen tRNA har et matchende antikodon
3. Frigjøringsfaktorer (RF1/RF2 hos prokaryoter) gjenkjenner stoppkodonene
4. Frigjøringsfaktoren stimulerer hydrolyse av peptidet fra tRNA i P-setet
5. Polypeptidkjeden frigjøres
6. Ribosomet dissosierer i sine to underenheter

Oppsummering

Den genetiske koden

tRNA

Ribosomet

Translasjonens faser