1.3 Translasjon

Translasjon

I dette kapittelet skal du lære om:

- Den genetiske koden og kodon-tabellen
- Transfer-RNA (tRNA) og aminosyre-aktivering
- Strukturen og funksjonen til ribosomet
- Dei tre fasane av translasjon: initiering, elongering og terminering

Translasjon er det andre hovudsteget i genekspresjon, der den genetiske informasjonen i mRNA vert «omsett» til ein aminosyresekvens – altså eit protein. Namnet «translasjon» tyder nettopp omsetjing: frå nukleotidspråket i nukleinsyrer til aminosyrespråket i protein.

Den genetiske koden

Den genetiske koden er «ordboka» som omset mRNA-sekvensen til aminosyrer.

Kodon

- Koden vert lesen i triplettar kalla kodon – grupper av tre nukleotid i mRNA
- Det finst $4^3 = 64$ moglege kodon
- 61 kodon kodar for aminosyrer (det finst berre 20 ulike aminosyrer)
- 3 kodon er stoppkodon: UAA, UAG, UGA
- 1 kodon er startkodon: AUG (kodar for metionin)

Eigenskapar ved den genetiske koden

1. Degenerert (redundant): Fleire kodon kan kode for same aminosyre
- Eksempel: Leucin vert koda av seks kodon (UUA, UUG, CUU, CUC, CUA, CUG)
- Den tredje posisjonen i kodonet («wobble-posisjonen») er mest variabel

2. Universell: Nesten alle organismar brukar same kode
- Unntak: Mitokondrier og nokre protistar har små avvik
- Støttar idéen om eit felles opphav for alt liv

3. Ikkje-overlappande: Kodon vert lesne etter kvarandre utan overlapp
- Sekvens: AUGCCGUAA → AUG | CCG | UAA

4. Kommalaus: Ingen «komma» mellom kodona – leseramma vert bestemt av startkodonet AUG

Utvalde kodon

Transfer-RNA (tRNA) og ribosomet

tRNA – molekylær «tolk»

tRNA fungerer som omsetjar mellom nukleotid- og aminosyrespråket:

Struktur (kløverblad-form):
- Ca. 75–95 nukleotid langt
- Falda til ein L-forma 3D-struktur
- Antikodon (3 basar): Komplementært til kodonet i mRNA
- 3'-akseptorsete (CCA-ende): Der aminosyra vert bunden
- Aminosyra vert kobla til tRNA av aminoacyl-tRNA-syntetase (brukar ATP)

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

Kvart tRNA er spesifikt: aminoacyl-tRNA-syntetase sikrar at riktig aminosyre vert kobla til riktig tRNA. Det finst 20 forskjellige syntetasar – éin for kvar aminosyre.

Ribosomet – proteinfabrikken

Ribosomet er eit stort RNA-protein-kompleks:

Struktur:
- Prokaryotar: 70S-ribosom (30S lita undereining + 50S stor undereining)
- Eukaryotar: 80S-ribosom (40S lita undereining + 60S stor undereining)

Tre bindingssete:
- A-setet (aminoacyl): Her ankjem nytt aminoacyl-tRNA med neste aminosyre
- P-setet (peptidyl): Her sit tRNA-et som ber den veksande polypeptidkjeda
- E-setet (exit): Her forlèt «tomt» tRNA ribosomet

Ribosomalt RNA (rRNA):
- rRNA utgjer ca. 2/3 av massen til ribosomet
- rRNA i den store undereininga har peptidyltransferase-aktivitet – det katalyserer danninga av peptidbindingar
- Ribosomet er eit ribozym (RNA-enzym)

Dei tre fasane i translasjonen

1. Initiering

Hos prokaryotar:
1. Den vesle undereininga (30S) bind til Shine-Dalgarno-sekvensen i mRNA (oppstraums for AUG)
2. Initiator-tRNA (fMet-tRNA) vert plassert i P-setet, og parar med AUG
3. Den store undereininga (50S) vert bunden – komplett 70S-ribosom vert danna
4. Krev initieringsfaktorar (IF1, IF2, IF3) og GTP

Hos eukaryotar:
1. Initieringsfaktorar (eIF) og den vesle undereininga (40S) bind til 5'-cap på mRNA
2. Ribosomkomplekset «skannar» mRNA i 5'→3'-retning til det finn AUG
3. Kozak-sekvensen rundt AUG hjelper med gjenkjenning
4. Initiator-tRNA (Met-tRNA) vert plassert i P-setet
5. Den store undereininga (60S) vert bunden – komplett 80S-ribosom vert danna

2. Elongering

Elongeringa vert gjenteken i ein syklus for kvart kodon:

Steg 1 – Kodon-gjenkjenning:
- Aminoacyl-tRNA med riktig antikodon bind til A-setet
- Krev elongeringsfaktor (EF-Tu hos prokaryotar) og GTP
- GTP-hydrolyse sikrar «korrekturlesing» av kodon-antikodon-paring

Steg 2 – Peptidbinding:
- Peptidyltransferase (rRNA) katalyserer overføringa av polypeptidkjeda frå tRNA i P-setet til aminosyra i A-setet
- Ny peptidbinding vert danna

Steg 3 – Translokasjon:
- Ribosomet vert flytt eitt kodon (3 nt) langs mRNA i 5'→3'-retning
- tRNA i A-setet → P-setet
- tRNA i P-setet → E-setet (forlèt ribosomet)
- Nytt kodon vert eksponert i A-setet
- Krev elongeringsfaktor (EF-G) og GTP

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

Hastigheit: Ca. 15–20 aminosyrer per sekund hos prokaryotar.

3. Terminering

1. Eit stoppkodon (UAA, UAG eller UGA) ankjem A-setet
2. Ingen tRNA har eit matchande antikodon
3. Frigjeringsfaktorar (RF1/RF2 hos prokaryotar) kjenner att stoppkodona
4. Frigjeringsfaktoren stimulerer hydrolyse av peptidet frå tRNA i P-setet
5. Polypeptidkjeda vert frigjort
6. Ribosomet dissosierer i sine to undereiningar

Oppsummering

Den genetiske koden

tRNA

Ribosomet

Fasane i translasjonen