Protein Sentezi Translasyon Dr Sengul Tural OMU Medical

Protein Sentezi Translasyon Dr. Sengul Tural OMU Medical Biology Department 1

2

3

Translasyon • Translasyon, t. RNA’nın m. RNA ve aa. ler arasında adaptör rol oynamasıyla ribozomlarda gerçekleşir. • m. RNA’nın translasyonu fonksiyonel protein oluşmasının ilk aşamasıdır. • Polipeptid zincirleri aktif formlarına çevrilmeden önce çeşitli işlenme aşamalarından geçip katlanarak uygun 3 boyutlu konformasyonu almak zorundadır. • Bu işlenme aşamaları özellikle Ö. da farklı proteinlerin ayrılıp h. İçindeki uygun hedeflere varması ile yakından ilişkilidir. 4

• Gen exprsyonu trl. Aşamasında da kontrol edilmektedir. • Proteinlerin çoğu sentez edildikten sonra h. Dışından gelen sinyallere cevap olarak kovalent modifikasyon ya da diğer moleküllere bağlanarak düzenlenebilirler. • Tüm m. RNA’lar 5’→ 3’ yönde okunurlar ve polipeptid zincir amino ucundan karboksilucuna doğru sentezlenirler. 5

Translasyonun önemli 2 komponenti: 6

7

t RNA 8

9

10

Ribozom 11

12

m. RNA Organizasyonu • P. ve Ö. m. RNA’ları; • Herikisi de 5’ ve 3’ uçlarında proteine çevrilmeyen UTR bölgeleri içerir. • Ö. m. RNA’sı aynı zamanda 5’ 7 metilguanozin (m 7 G) cap ve 3’poli. A kuyruğu içerir. • P. m. RNA’ları genellikle polisistroniktir. (Herbiri bağımsız başlama bölgesi ile proteine çevrilen birçok protein kodlar) 13

14

m. RNA Organizasyonu 15

Translation of m. RNA 16

The process of translation 17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

Translasyonun Düzenlenmesi • 1. Baskılayıcı proteinler • 2. mi. RNA’lar 38

Baskılayı Proteinler ile 39

40

41

• 1. Translasyonun düzenlenmesi erken gelişim sırasında önemlidir. -Oositlerde çeşitli m. RNA’lar proteine çevrilemeyek şekilde depolanır. -Bu m. RNA’ların trl. Fertilizasyonda yada gelişimin ileri evrelerinde aktive olur. (Düzenlenme mekanizması oosit m. RNA’larının kontrollü poliadenilasyonu baskılayıcı proteinler 3’ kuyruktaki poli. A’ları uzaklaştırır (30 -50 nt) indirir) (Sonra gelişimin uygun evrelerindetekrar uzatılır. 42

• 2. Kodlamayan RNA’larda gen ifadesinin düzenlenmesi -(RNAi) RNAİ’yi düzenleyen iki tip kısa RNA si. RNA ve mi. RNA 43

mi. RNA ile Regülasyon 44

45

B. F. Eksikliği yada Stres 46

Chaperons 47

48

49

Protein Katlanması ve İşlenmesi • DNA’daki nükleotid dizisi polipeptid zincirinde aa dizisine çevrilmiştir. • Ancak kullanılabilir hale gelmesi için ; ü 2 -3 boyutlu konformasyona katlanması ü Fonksiyonel kompleks oluşturmak üzere polipeptid zincirin biraraya gelmesi gerekir(Kuaterner) ü Birçok protein hiçine doğru yerleşim ve fonksiyon için kritik olan kesim KH, lipidlerin kovalent bağlanması gerekir. 50

Şaperonlar ve Protein Katlanması • Proteinlerin 3 boyutlu konformasyonu onları oluşturan aa. lerin yan grupları arasındaki etkileşim sonucudur. • Proteinlerin h. İçinde doğru katlanması başka proteinlerin aracılığıyla sağlanmaktadir. • Diğer proteinlerin katlanmasını kolaylaştıran prteinler “moleküler şaperonlardır”. 51

• Nükleoplazminler→Histonlara bağlanır. Nükleozomları oluşturmaya aracılık eder. Nukleozomun yapısına katılmaz. • Şaperonlar→ Oluşan kompleksin bir parçası olmadan katalist gibi davranır ve biraraya gelmeyi kolaylaştırırlar. • Şaperonlar→ Ribozom üzerinde sentezlenmekte olan yeni polipeptid zincirine bağlanarak hatalı katlanmayı ya da sentez bitmeden polipeptidin amino ucunun kümelenmesini önler. 52

• Şaperon yokluğunda→katlanmayı ve ya kısmen katlanmış polipeptid h. İçinde karasız kalabilir. Şaperonlar bunları stabilize der ve doğru katlanmayı sağlar. • Şaperonlar→ Katlanmamış polipeptid zincirlerinin organellere taşınması sırasında da (st→mit) kararlı halde tutar. • Mit zarından katlanmamış halde şaperonlar tarafından korunarak geçerler. • St şaperonlar • Mit şaperonlar 53

• Isı şok Proteinleri (Hsp) üÇevresel stres ve yüksek ısı!! • Hsp proteinleri→ Yüksek sıcaklıkla karşılaşma sonucunda kısmen denature olan proteinleri korur ve tekrar katlanmasını kolaylaştırır. üHsp 70 üHsp 60 54

Protein Katlanma Hastalıkları • • • Kistik Fibrosis Alzheimer Parkinson Tip 2 Diayaet Prion Hastalığı 55

Translasyon Sonrası Modifikasyonlar • 1. N ucu ve C ucundaki aa. ler çoğunlukla uzaklaştırılır ya da değişime uğrar. 56

Protein Katlanmasını Katalize Eden Enzimler • Protein disülfit izomeraz • Peptidil prolil İzomeraz üProtein kesimi-Proteoliz 57

Translasyon Sonrası Modifikasyonlar • N-ucu ve C-ucundaki a. a ler çoğunlukla uzaklaştırılır yada değişime uğrar. • Bazen tek bir a. a değişime uğrayabilir. (Metil, fosfat eklenir) • Bazen karbohidrat yan zincirleri takılabilir. (Glikozillenme)(Glikolipid) • Polipeptit zincirlerinde kırpılma yapılabilir. • Sinyal dizileri proteinden uzaklaştırılır. (prot. ler h. de gidecekleri yere amino ucu sinyal dizileri ile giderler sonra bu diziler uzaklaştırılır) • Polipeptit zincirleri çoğu kez metallerle kompleks yapar. (Hg) • Folding: chaperonins

• Prostetik grupların eklenmesi: Birçok protein aktiviteleri için kovalant bağlı prostetik gruplara gereksinim duyarlar. Örn. Asetil-Co. A karboksilaz’ın biyotin molekülü ve sitokrom c’nin hem grubu • Proteolitik işlemler: Birçok protein sentez sonrası kısaltılır. Örn. İnsulin • Disülfid çapraz bağlarının oluşumu: İki sistein rezidüsü arasında çapraz bağ oluşur. Bu proteini hücre içinde ve dışında etkilerden korur. 59

Protein Sentezinin İnhibisyonu • A number of antibiotics act by inhibiting translation. These include -Anisomycin, -Cycloheximide, -Chloramphenicol, -Tetracycline, -Streptomycin, -Erythromycin, and -Puromycin. Prokaryotic ribosomes have a different structure from that of eukaryotic ribosomes, and thus antibiotics can specifically target bacterial infections without any harm to a eukaryotic host's cells! 60

Protein Yıkımı • H. İçindeki protein düzeyleri sadece onların sentez hızı ile değil aynı zamanda yıkım hızı ile de kontrol edilir. • H. İçindeki hatalı ve hasarlı proteinler süratle tanınır ve yıkılır, böylece protein sentezi sırasında oluşan hatalar süratle uzaklaştırılmış olur. 61

Protein Yıkımını Sağlayan 2 Yol 1. Ubikutin Proteozom Yolağı (Seçici protein yıkımı) 2. Lizozomal Proteoliz (Otofaji) ü Genellikle açlık sırasında aktive olmaktadır. Böylece h. Gerekli olmayan prot. Ve organelleri yıkarak onların bileşenlerini tekrar kullanıma sokar. ü Doku şekillenmesi ü H. sel bileşenlerin yıkımı 62

1. Ubikutin Proteozom Yolağı 63

64

65

2. Lizozomal Proteoliz 66

References 1 -The cell A molecular Approach, 2016, 7 th edition. Geoffrey M Cooper. 2 - Molecular Biology of the cell, 2015, sixth edition. Bruce Alberts. 3 - Molecular cell biology, 2016, 8. th edition, H. Lodish. 67