קודונים:

• רצף ה - mRNA נקרא בשלשות של נוקלאוטידים המכונות קודונים.

• כל קודון מקודד לחומצה אמינית אחת.

• חלוקת הקודונים אינה שווה, ישנן חומצות אמיניות המקודדות על ידי קודון אחד בלבד, בעוד שאחרות יכולות להיות מקודדות על ידי מספר קודונים שונים.

• קודונים מיוחדים:

  • ה - start codon: קודון AUG אשר מסמן את תחילת התרגום.
  • ה - stop codons: הקודונים UAA, UAG, UGA שמסמנים לריבוזום להפסיק לתרגם.

• מולקולת tRNA:

  • היא המתרגמת בפועל. קצה אחד שלה נקשר לחומצה אמינית ספציפית, והקצה השני מכיל את האנטי קודון, אשר מזהה את הקודון על ה - mRNA.
  • עקרון wobble base pairing:
    • מנגנון המאפשר למולקולת tRNA אחת לזהות יותר מקודון אחד.
    • מתאפשר בזכות גמישות בזיווג הבסיסים בעמדה השלישית של הקודון, כך שלא צריך tRNA ספציפי לכל קודון.

• אנזים aminoacyl - tRNA synthetase:

  • אחראי על דיוק התרגום באמצעות הצמדה באופן קוולנטי של חומצת האמינו הנכונה ל - tRNA המתאים תוך שימוש ב ATP.

הריבוזום:

• מחבר את חומצות האמינו בקשר פפטידי, כאשר הקבוצה האמינית של החומצה הנכנסת מגיבה עם הקבוצה הקרבוקסילית של השרשרת הקיימת.

• מבנה הריבוזום:

  • הריבוזום הוא קומפלקס ענק של חלבונים ו rRNA המורכב משתי תת יחידות:
    • תת יחידה קטנה: אחראית על התאמת ה-tRNA לקודון ב-mRNA.
    • תת יחידה גדולה: אחראית על יצירת הקשר הפפטידי.

• שלושת אתרי הקישור בריבוזום:

  • אתר A (aminoacyl): אתר הכניסה של tRNA חדש טעון.
  • אתר P (peptidyl): מחזיק את שרשרת החלבון ההולכת ונבנית.
  • אתר E (exit): אתר היציאה של tRNA ריק.

• מעגל תרגום ה - mRNA:

  • 
  • התהליך מתבצע במעגל של ארבעה שלבים חוזרים:
    1. כניסת tRNA טעון לאתר A.
    2. העברת שרשרת החלבון מאתר P לחומצה האמינית החדשה באתר A.
    3. תזוזה המעבירה את ה - tRNAs לאתרים P ו - E.
    4. השלמת התנועה בקודון קדימה, כך שאתר A מתפנה לקודון הבא.
  • פקטורי הארכה:
    • חלבונים כמו EF-Tu או EF-g מגבירים את מהירות ודיוק התרגום. הם פועלים באמצעות אנרגיה מהידרוליזה של GTP.

• הריבוזום הוא ריבוזים (RNA + Enzyme) - עדה יונת:

  • גילתה שכשני שליש מהריבוזום, ובפרט האזור האחראי על חיבור החומצות מורכב מ rRNA ולא מחלבון.
  • גילוי זה מדגיש את התפקיד הקדום של ה - RNA באבולוציה.

תחילת התרגום (Initiation):

• באאוקריוטים:
  • קומפלקס של ה-tRNA היוזם (נושא תמיד מתיונין - Met) נטען תחילה לאתר ה-P של תת-היחידה הקטנה של הריבוזום.
  • תת-היחידה הקטנה נקשרת לקצה ה-5' של ה-mRNA באמצעות זיהוי של ה 5' cap וסורקת את הרצף עד למציאת קודון ההתחלה הראשון (AUG).
• בפרוקריוטים:
  • ל-mRNA חיידקי אין 5' cap. במקום זאת, ישנו אזור קושר ריבוזום ספציפי:
  • (5'-AGGAGGU-3')

סיום התרגום (Termination):

• קודוני הסיום UAA, UAG ו-UGA אינם מזוהים על ידי שום tRNA.
• במקום זאת, פקטורי שחרור (Release factors) נקשרים לאתר A של הריבוזום כאשר מופיע קודון סיום, ומאלצים הוספת מולקולת מים במקום חומצת אמינו. פעולה זו מנתקת את הקצה הקרבוקסילי ומשחררת את החלבון החדש לציטופלזמה.

מעכבי סינתזת חלבון (אנטיביוטיקות):

• תרופות שונות מנצלות את ההבדלים המבניים והתפקודיים בין ריבוזומים אאוקריוטיים לפרוקריוטיים כדי לעכב ייצור חלבון באופן ספציפי.
• לדוגמה, כלורמפניקול מעכב ריבוזומים רק בפרוקריוטים (ובמיטוכונדריה), בעוד שציקלוהקסימיד פוגע רק בריבוזומים בציטוזול של אאוקריוטים.

קיפול חלבונים, צ'פרונים ופרוטאוזום:

• כדי שחלבון יהיה פעיל, עליו להתקפל למבנה תלת-מימדי ייחודי, לרוב על ידי "החבאת" החלקים ההידרופוביים שלו בליבה הפנימית.
• קיפול שגוי גורם לחלבון לא לתפקד ועלול ליצור אגרגטים המובילים למחלות.
• צ'פרונים (Chaperons):
  • חלבונים מיוחדים המכוונים ומתקנים קיפול שגוי של חלבונים על ידי היקשרות למשטחים הידרופוביים חשופים.
  • חלבוני עקת חום (Heat-Shock Proteins - HSP):
    • עליה בטמפרטורה גורמת לעליה בחלבונים לא-מקופלים, ובתגובה התא מייצר יותר חלבוני HSP.
    • חלבון hsp70:
      • פועל בשלבים המוקדמים. מנצל אנרגיית ATP כדי להיקשר לחלבון, לשחרר אותו ולקפלו מחדש.
    • חלבון hsp60:
      • פועל בשלב מאוחר יותר על חלבונים שכבר סונתזו במלואם.
      • בנוי במבנה דמוי-חבית היוצר תא בידוד. החלבון הפגום נלכד בכניסה ההידרופובית ומוכנס לתא הידרופילי שנאטם על ידי מכסה באמצעות ATP לצורך קיפול מחדש.
• הפרוטאוזום (Proteasome):
  • מערכת הפירוק התאית לחלבונים שאינם מצליחים להתקפל כראוי.
  • צורתו כגליל חלול המכיל אזורים מפרקי חלבון (proteases) ואזורים "פורסי חלבון" (unfoldase). הוא מזהה ומשמיד חלבונים שסומנו מראש לפירוק באמצעות שרשרת פולי-אוביקוויטין (Polyubiquitin) קוולנטית.