Protein sentezi yani translasyon, bütün canlılarda gerçekleşen bir süreçtir. Mesajcı RNA (mRNA) ile gerekli bilgiler ribozom tarafından kullanılarak peptit bağları oluşturulur. Translasyon; başlangıç, uzama, terminasyon, ve ribozom geri dönüşümü olarak dört ana başlıktan oluşmaktadır.
Ribozom serbest haldeyken küçük ve büyük alt parçaları birbirinden ayrı olarak sitoplazmada bulunmaktadır. Genlerin başlangıç kodonunun yukarısında translasyon başlangıç bölgesi (TIR) bulunmaktadır. Translasyonun başlangıç aşamasında ribozomun alt parçaları, mRNA üzerinde bulunan translasyon başlangıç bölgesinde birleşirler. Uzama aşamasında ribozom mRNA üzerinden kayarken polipeptit zincir sentezini sağlar. Sentezlenen protein ribozomdan salınarak translasyonun terminasyon aşaması gerçekleşir. Ribozomun geri dönüşümünde ise alt parçaları ve mRNA ayrılır, ardından sitoplazmada bir sonraki translasyona kadar ribozom alt parçaları serbest kalırlar. Bahsedilen basamakların ana hatları tüm canlılarda korunsa da türlere göre farklılıklar görülebilmektedir.
Bakterilerde Translasyon Başlangıcı
Genel kanının aksine translasyon, transkripsiyon esnasında başlamaktadır. Translasyon başlangıcı, translasyonun hızını belirleyen kritik bir basamaktır. Translasyon hızı birçok parametreye bağlı olsa da ortalama olarak saniyede 12 aminoasittir. Translasyon başlangıç aşamasında ribozom, mRNA, başlatıcı tRNA, başlangıç faktörü IF1, başlangıç faktörü IF2, başlangıç faktörü IF3 görev almaktadır.
Şekil 1. E.coli 70 S ribozom kompleksinin yapısı. (A) 30S alt parçasına bağlanmış rRNA ve proteinler sırasıyla açık mavi ve koyu mavi olarak resmedilmiştir. 50S alt parçası ise mor olarak gösterilmiştir. (B) 70S kompleksinin diğer açıdan görüntüsü. Aminoaçil (A), peptidil (P), çıkış (E) olarak gösterilmiştir [1].
70S bakteriyel ribozom 50S büyük alt parça ve 30S küçük alt parçadan oluşmaktadır. tRNA ribozoma aminoaçil (A), peptidil (P), çıkış (E) bölgelerinden bağlanabilmektedir.
IF1 faktörü 30S’in A bölgesini bloke ederek başlatıcı tRNA’yı P bölgesine yönlendirdiği düşünülmektedir. IF1 aynı zamanda IF3’ü stimüle ettiği bilinmektedir. IF3 faktörü 30S alt parçasında bağlanarak ribozom geri dönüşümünü teşvik etmektedir.
Ribozomun alt parçalarının ayrılmasının ardından, IF2, başlatıcı tRNA, mRNA rastgele sırayla 30S alt ünitesi ile etkileşime geçer. mRNA üzerinde bulunan Shine-Dalgarno (SD) sekansı ile 16S rRNA üzerinde bulunan anti-SD sekansı etkileşime geçer ve IF3 yardımı ile başlangıç kodonu ribozomun P-bölgesine hizalanır. IF2 yardımı ile başlatıcı tRNA’nın konumlandırılması, P bölgesine kodon bağımsız bağlanma, kodon bağlı bağlanma ve başlatıcı tRNA hizalanması adımları ile gerçekleşir. Ek olarak IF3 başatıcı tRNA’nın P bölgesine olan bağlanmasını stabilize etmektedir.
Görece unstabil olan 30S başlangıç öncesi kompleksi; mRNA, başlangıç faktörleri ve 30S ribozomal alt parçasından oluşmaktadır. Konformasyonal değişikliğe uğrayarak kodon-antikodon etkileşimini teşvik eder ve daha stabil bir komplekse dönüşür. Bu aşamada IF1 ve IF3 salınır, IF2 ise 50S alt parçasının komplekse dahil edilmesini stimüle eder. Başlangıç tRNA’sı P bölgesine hizalandıktan sonra IF2 de kompleksten ayrılır. Oluşan kompleks 70S olarak tanımlanmaktadır ve substrat olarak fMet-tRNAfMet kullanmaktadır. Bu aşamadan sonra translasyonun uzama aşamasına geçilir [2].
Kaynakça
1. Schuwirth, B. S., Borovinskaya, M. A., Hau, C. W., Zhang, W., Vila-Sanjurjo, A., Holton, J. M., & Cate, J. H. D. (2005). Structures of the bacterial ribosome at 3.5 A resolution. Science, 310(5749), 827-834.
2. Laursen, B. S., Sørensen, H. P., Mortensen, K. K., & Sperling-Petersen, H. U. (2005). Initiation of protein synthesis in bacteria. Microbiology and molecular biology reviews, 69(1), 101-123.