كيف تحدث النسخ والترجمة في الحمض النووي الريبي؟
يحدث النسخ في ثلاث خطوات في كل من بدائيات النوى وحقيقيات النوى، البدء والاستطالة والإنهاء، إذ يبدأ النسخ عندما يتم فك الحمض النووي مزدوج الشريطة للسماح بربط بوليميراز الحمض النووي الريبي، وبمجرد بدء النسخ يتم تحرير بوليميراز الحمض النووي الريبي من الحمض النووي.
يتم تنظيم النسخ على مستويات مختلفة بواسطة المنشطات والمثبطات وأيضًا عن طريق بنية الكروماتين في حقيقيات النوى، وفي بدائيات النوى لا يلزم إجراء تعديل خاص على (mRNA) وتبدأ ترجمة الرسالة حتى قبل اكتمال النسخ ومع ذلك، في حقيقيات النوى تتم معالجة الرنا المرسال بشكل أكبر لإزالة الإنترونات الربط، وإضافة غطاء في نهاية أدينينات متعددة في نهاية (mRNA 3) لتوليد ذيل بولي أ، ثم يتم تصدير (mRNA) المعدل إلى السيتوبلازم حيث يتم ترجمته.
الترجمة أو تخليق البروتين هي عملية متعددة الخطوات تتطلب جزيئات كبيرة مثل الريبوسومات ونقل الحمض النووي الريبي وعوامل الرنا المرسال والبروتين، بالإضافة إلى الجزيئات الصغيرة مثل الأحماض الأمينية و(ATP وGTP) والعوامل المساعدة الأخرى، وهناك عوامل بروتينية محددة لكل خطوة من خطوات الترجمة، العملية الكلية متشابهة في كل من بدائيات النوى وحقيقيات النوى على الرغم من وجود اختلافات معينة.
أثناء البدء تقوم الوحدة الفرعية الصغيرة للريبوسوم المرتبط بالبادئ (t-RNA) بمسح الحمض النووي الريبي الذي يبدأ في الخامس من أجل تحديد وربط كودون البدء (AUG)، حيث تنضم الوحدة الفرعية الكبيرة للريبوسوم إلى الوحدة الفرعية الريبوسومية الصغيرة لتوليد مجمع البدء في كودون البدء.
تشارك عوامل البروتين وكذلك التسلسلات في (mRNA) في التعرف على كودون البدء وتشكيل مجمع البدء، وأثناء الاستطالة ترتبط الحمض النووي الريبي بالأحماض الأمينية المحددة المعروفة باسم شحن الحمض الريبي النووي النقال، وتنقلها إلى الريبوسوم، حيث يتم بلمرتها لتشكيل ببتيد.
يعتمد تسلسل الأحماض الأمينية المضافة إلى الببتيد المتنامي على تسلسل الرنا المرسال للنسخة أخيرًا، يتم تحرير البولي ببتيد الناشئ في خطوة الإنهاء عندما يصل الريبوسوم إلى كود الإنهاء، في هذه المرحلة يتم تحرير الريبوسوم من الرنا المرسال ويكون جاهزًا لبدء جولة أخرى من الترجمة.
تعديل آخر ترجمة:
بعد الترجمة يتم تعديل البولي ببتيدات بطرق مختلفة لإكمال هيكلها أو تحديد موقعها أو تنظيم نشاطها داخل الخلية، تعديلات ما بعد الترجمة (PTMs) هي إضافات أو تعديلات مختلفة على التركيب الكيميائي، وهي سمات مهمة لبيولوجيا الخلية الشاملة.
تشمل أنواع التعديلات اللاحقة للترجمة ما يلي:
طي البولي ببتيد إلى بروتين كروي بمساعدة بروتينات المرافقة للوصول إلى أدنى حالة طاقة.
تعديلات الأحماض الأمينية الموجودة، مثل إزالة بقايا الميثيونين الأولى.
تشكيل جسر ثاني كبريتيد أو اختزاله.
تعديلات البروتين التي تسهل وظائف الربط:
الارتباط بالجليكوزيل.
(Prenylation) البروتينات لتوطين الغشاء.
أستلة الهيستونات لتعديل تفاعلات الدنا هيستون
إضافة المجموعات الوظيفية التي تنظم نشاط البروتين:
الفسفرة.
النتروزيل.
ربط (GTP).