Pe scurt
Sinteza proteinelor transformă informația genetică din ADN în proteine funcționale prin două etape principale: transcriptia și translatia. Transcriptia copiază o genă din ADN în ARN mesager în nucleu, iar translatia decodifică ARNm în lanț polipeptidic la ribozomi în citoplasmă. Erorile în acest proces pot duce la mutații și boli genetice.
Transcriptia – sinteza ARNm din ADN
Transcriptia are loc în nucleul celulei eucariote, unde o porțiune de ADN (o genă) este copiată într-o moleculă de ARN mesager (ARNm).
- Enzima ARN polimerază se leagă de o regiune numită promotor
- Desface dublu helixul ADN și sintetizează un filament de ARNm complementar catenei șablon de ADN
- Folosește nucleotidele A, U, G, C (uracilul înlocuiește timina)
Procesarea ARNm după transcripție
- Se adaugă o capă 5' (7-metilguanină)
- Se adaugă o coadă poli-A la capătul 3'
- Intronii sunt excizați prin splicing, rămânând doar exonii
ARNm matur părăsește nucleul și ajunge la ribozomi.
Translatia – decodificarea ARNm în lanț polipeptidic
Translatia se petrece în citoplasmă, la nivelul ribozomilor (formați din ARN ribozomal (ARNr) și proteine).
- Ribozomul se deplasează de-a lungul ARNm citind codonii (triplete de baze)
- Fiecare codon specifică un aminoacid
- ARN-urile de transfer (ARNt) aduc aminoacizii corespunzători, având o anticodon complementară
Etapele translatiei:
- Începe cu codonul de start AUG (metionină)
- Se termină la un codon stop (UAA, UAG, UGA)
- Energia necesară este furnizată de GTP
La final, lanțul polipeptidic se pliază în structura tridimensională funcțională.
Exemple de transcripție și translatie
Exemplul 1: Transcrierea unei gene simple
- Catenă de ADN șablon: 3'- TAC GCA TGG AAT -5'
- ARN polimeraza sintetizează ARNm complementar: 5'- AUG CGU ACC UUA -3'
- T este înlocuit cu U
- ARNm va fi procesat și va părăsi nucleul
Exemplul 2: Translatia unui fragment de ARNm
- Codonii ARNm sunt citiți de ribozom:
-
AUG (start) codifică
Metionina
- CGU codifică Arginina
- ACC codifică Treonina
- UUA codifică Leucina
- Lanțul polipeptidic rezultat: Met-Arg-Thr-Leu
Exemplul 3: Efectul unei mutații punctiforme
- Dacă în ADN-ul șablon din exemplul 1, baza T (a treia) este înlocuită cu A
- Secvența ARNm devine: 5'- AUG GGU ACC UUA -3'
- Al doilea codon devine GGU (glicină) în loc de CGU (arginină)
- Acest tip de mutație se numește missense și poate altera funcția proteinei
Concepte cheie
- Transcriptia: sinteza ARNm din ADN de către ARN polimerază
- Procesarea ARNm: capă 5', coadă poli-A, splicing
- Translatia: decodificarea ARNm în lanț polipeptidic de către ribozomi și ARNt
- Codonii și anticodonii: tripletul de baze care specifică un aminoacid
- Mutații și efecte asupra sintezei proteinelor
Verifică-te!
- Care sunt cele două etape principale ale sintezei proteinelor și unde are loc fiecare în celula eucariotă?
- Ce nucleotide sunt folosite de ARN polimerază în timpul transcripției și care este diferența față de ADN?
- Ce se întâmplă cu lanțul polipeptidic după ce translatia se încheie?