ProteinSentezi

Hayır, ribozom ve protein sentezi aynı şey değildir. Ribozom, protein sentezinin gerçekleştiği organeldir.

Aminoaçil tRNA sentetaz enzimi, her bir amino asidi doğru tRNA'sına bağlamaktan sorumludur. Enzimin işlevleri: Amino asit aktivasyonu. tRNA ile bağlanma. Her hücre, 20 farklı amino asit için 20 farklı aminoaçil tRNA sentetaz enzimi içerir.

RNA (Ribonükleik Asit), nükleotitlerden oluşan bir polimerdir ve hücre içinde birçok önemli biyolojik rol oynar. Başlıca işlevleri: Protein sentezi: DNA'daki genetik bilginin proteine çevrilmesinde aracı olur. Enzim işlevi: Bazı RNA molekülleri, kimyasal reaksiyonları hızlandırarak enzim gibi davranır (ribozimler). Gen düzenlemesi: RNA, genlerin ne derece aktif olduğunu düzenlemeye yardımcı olur. Hücresel süreçlerin düzenlenmesi: Hücre bölünmesi, farklılaşma, büyüme, hücre yaşlanması ve ölüm gibi süreçlerde rol oynar. RNA türleri: Haberci RNA (mRNA): DNA'daki genetik bilgiyi ribozomlara taşır. Ribozomal RNA (rRNA): Ribozomların yapısında yer alır. Taşıyıcı RNA (tRNA): Amino asitleri ribozoma taşır. RNA, DNA'ya benzer ancak bazı yapısal farklılıklar gösterir; örneğin, riboz şekeri içerir ve timin yerine urasil bulunur.

Sitoplazmada gerçekleşen bazı olaylar: Metabolik reaksiyonlar. Protein sentezi. Hücre solunumu. Maddelerin taşınması. Hücre iskeletinin rolü. İyonlar ve küçük moleküllerin depolanması. Vezikül taşınması.

Ribozomun temel görevi, hücrenin ve organizmanın ihtiyaç duyduğu proteinleri sentezlemektir. Ribozomun bazı özellikleri: Zarsız bir organeldir. Yapısında ribozomal RNA (rRNA) ve çeşitli proteinler bulunur. Endoplazmik retikulum üzerinde bulunabilir. İhtiyaca göre hücrede çok sayıda bulunabilir. Tüm prokaryot ve ökaryot hücrelerde bulunur. Protein sentezi sırasında büyük ve küçük alt birimler bir araya gelir, diğer zamanlarda ayrı dururlar. Yoğun protein sentezlenirken yan yana gelerek polizomları oluştururlar. Ribozomlar, protein sentezinin yoğun olduğu durumlarda bir araya gelerek aynı proteinden fazla miktarda üretir.

Ribozom ve endoplazmik retikulum (ER) birlikte protein sentezinde görev alır. Ribozomlar, amino asitlerden protein sentezini gerçekleştirir. Granüllü endoplazmik retikulum, üzerinde bulunan ribozomlar sayesinde proteinlerin sentezini, taşınmasını ve depolanmasını sağlar. Sentezlenen proteinler, endoplazmik retikulum tarafından küçük veziküllere yüklenerek Golgi aygıtına taşınır.

Ribozomlar, protein sentezini şu şekilde gerçekleştirir: 1. Transkripsiyon: DNA'daki genetik bilgi, mRNA (haberci RNA) olarak kopyalanır. 2. Translasyon: Ribozom, mRNA üzerindeki bilgileri kullanarak protein sentezler. Protein sentezinin aşamaları: Başlatma (İnisiasyon): mRNA, ribozomun küçük alt birimine bağlanır ve başlangıç kodonu (AUG) okunur. Uzama (Elongasyon): tRNA'lar, mRNA üzerindeki kodonları okuyarak uygun amino asitleri getirir ve peptid bağı oluşur. Sonlanma (Terminasyon): Stop kodonu (UAA, UAG veya UGA) okunduğunda sentez durur ve yeni oluşan polipeptid zinciri (protein) ribozomdan ayrılır.

Ribozom, elektron mikroskobu altında bakıldığında 15 ile 25 nanometre arasında değişen bir çapa sahip, düz veya küresel şekilli organeller olarak görünür. Ribozomun şekli şu şekilde de tanımlanabilir: İki alt birimden oluşan yapı. Zara tutunma. Ribozomun neye benzediğine dair görsellere aşağıdaki kaynaklardan ulaşılabilir: tr.wikipedia.org; evrimagaci.org.

Sitoplazmanın organeller hariç yarı akışkan kısmına sitozol denir. Sitozolde bulunan bazı organeller şunlardır: Ribozom. Sentrozom. Plastidler. Mitokondri. Ayrıca, sitoplazmada zarsız organeller olan lizozomlar, mikrozomlar ve besin kofulu da bulunur.

Translasyon, üç aşamada gerçekleşir: 1. Başlama (Initiation): mRNA, başlama faktörleri ile birlikte küçük ribozom alt birimine bağlanır. Başlatıcı tRNA, P bölgesindeki mRNA kodonuna bağlanır ve IF3 ayrılır. Büyük ribozom alt birimi komplekse bağlanır, IF1 ve IF2 ayrılır. 2. Uzama (Elongation): mRNA, her seferinde bir kodon olacak şekilde okunur. Her kodonla eşleşen amino asit, uzayan protein zincirine eklenir. Bu süreç, yeni kodonlar okunup zincire yeni amino asitler eklenene kadar tekrar eder. 3. Sonlanma (Termination): Polipeptit zincirinin uzaması, A bölgesine UAG, UAA veya UGA sonlandırma kodonlarından biri geldiğinde sona erer. Bu kodonları tanıyan bir tRNA olmadığından, sonlanma faktörleri devreye girer ve polipeptit zinciri ribozomdan ayrılır.

Protein sentezinde ilk önce transkripsiyon gerçekleşir. Transkripsiyon, DNA’daki genetik bilginin bir RNA molekülüne aktarılması sürecidir ve üç aşamada gerçekleşir: 1. Başlama (İnisiasyon). 2. Uzama (Elongasyon). 3. Sonlanma (Terminasyon). Daha sonra translasyon gerçekleşir. Translasyon, mRNA üzerindeki kodların amino asit zincirlerine çevrildiği süreçtir ve üç aşamadan oluşur: 1. Başlama (İnisiasyon). 2. Uzama (Elongasyon). 3. Sonlanma (Terminasyon).

Prokaryotlarda ribozomun temel işlevi, hücrenin ve organizmanın ihtiyaç duyduğu proteinleri sentezlemektir. Ribozomlar, protein sentezinde şu görevleri üstlenir: Genetik bilginin kodunu çözme. Amino asitlerden protein zincirleri inşa etme. Ayrıca, prokaryotlarda ribozomlar, mRNA üzerindeki başlangıç kodonu olan AUG'den başlar ve bitiş kodonu (UAG) ile sona erer. Bir E. coli bakterisi 15.000 kadar ribozoma sahiptir ve bakteri hücre kitlesinin %25'ini ribozomlar meydana getirir.

Gene expression (gen ifadesi), DNA dizisi olan genlerin, fonksiyonel protein yapılarına dönüşmesi süreci için kullanılan bir terimdir. Bu süreç, iki basamaklı bir mekanizmayla gerçekleşir: 1. Transkripsiyon: DNA’da var olan bilgi, RNA mesajlarına dönüştürülür. 2. Translasyon: Bu mesajlar, hücre içindeki ribozom adı verilen protein üreten “fabrikalara” taşınarak proteinlerin yapı taşlarına çevrilir. Gen ifadesi, belirli zamanlarda belirli hücrelerde uygun protein oluşumunu sağlamak için düzenlenir.

Endoplazmik retikulum (ER) hücre içinde çeşitli işlevler üstlenir: Protein sentezi ve katlanması. Lipid sentezi ve metabolizması. Kalsiyum depolanması ve düzenlenmesi. Hücre içi taşıma. Detoksifikasyon. Lizozom üretimi. Çekirdek zarı oluşumu. Endoplazmik retikulumun düzgün çalışması, hücre sağlığı için kritik öneme sahiptir ve işlev bozuklukları çeşitli hastalıkların gelişmesine yol açabilir.

Arkelerde protein sentezi, ribozomlarda gerçekleşir. Ribozomlar, protein ve ribozomal RNA'lardan (rRNA) meydana gelmiştir ve her bir ribozomda polipeptide eklenmek için bekleyen aminoasil-tRNA'ların bağlandığı A yüzeyi, sentezlenen polipeptidin bulunduğu P yüzeyi ve yükünü boşaltan tRNA'ların çıktığı E yüzeyi olmak üzere üç bağlanma bölgesi bulunur. Arkeler, bakterilerle bazı benzerlikler paylaşsa da, ribozomlarının yapısı ve protein sentez süreçleri, özellikle RNA'nın yazılması (transcription) ve okunması (translation) süreçleri, ökaryotlara daha çok benzemektedir.

Evet, endoplazmik retikulum (ER) bir kalite kontrol merkezi görevi görür. ER'deki kalite kontrol sistemi, yeni sentezlenen proteinleri "kontrol ederek" yalnızca doğal üç boyutlu yapıya sahip olanların son hedeflerine ulaşmasını sağlar.

Ribozomal RNA (rRNA) ve taşıyıcı RNA (tRNA)'nın temel işlevleri şunlardır: rRNA: Ribozomların yapısını oluşturur ve mRNA'ların ribozoma bağlanmasında önemli rol oynar. Protein sentezinde katalitik aktivite gösterir. tRNA: Amino asitleri sitoplazmadan protein sentez mekanizmasına taşır. mRNA'daki nükleotid dizilerinin spesifik amino asitlere çevrilmesinde adaptör molekül olarak görev yapar.

Gen ekspresyonu (gen ifadesi), DNA dizisi olan genlerin, fonksiyonel protein yapılarına dönüşmesi sürecidir. Bu süreç, transkripsiyondan post-translasyonel modifikasyona kadar çeşitli adımları içerir. Gen ekspresyonunun bazı türleri: İndüklenebilir genler. Bastırılabilir genler. Konstrutif (yapısal) genler. İnsanda bulunan yaklaşık 30 bin genin hepsi aynı anda aktif olmayabilir.

Üç tane stop (dur) kodonu ve bir tane start (başla) kodonu vardır. Stop kodonları: UAG; UAA; UGA. Start kodonu: AUG.

Endoplazmik retikulumun (ER) temel görevleri şunlardır: Protein sentezi ve katlanması. Lipit sentezi ve metabolizması. Kalsiyum depolama ve düzenleme. Hücre içi taşıma ve madde aktarımı. Detoksifikasyon. Lizozom üretimi. ER, granüllü ve granülsüz olarak ikiye ayrılır.