Protein Sentezi Nedir? Aşamaları Nelerdir?

Proteinler canlılarda en çok bulunan biyolojik moleküllerdir. Bütün hücrelerde DNA’nın kontrolünde ribozom organelinde sentezlenirler. Bütün hücrelerde ribozom organeIi bulunmaktadır. Proteinler, yapıtaşları aminoasitler olan polipeptitlerdir. Proteinler canlılarda yapısal, işlevsel ve enerji verici olarak kullanılır.

Protein sentezi için hücrelerde;

DNA,

RNA (mRNA, tRNA ve rRNA),

Enzim,

ATP, Ribozom ve

Aminoasit bulunmalıdır.

Aminoasitler arasında bir molekül su çıkarak (dehidrasyon) peptit bağı oluşur. Aminositler peptit bağıyla bağlanmış olurlar.

Protein sentezinde aminoasitler kodonlarla şifrelenmiştir. Bir kodon sadece bir çeşit aminoasiti şifreler. Fakat, aynı aminoasiti şifreleyen birden fazla kodon çeşidi vardır. Çünkü, 20 çeşit aminoasit olmasına karşılık bunları şifreleyen 61 çeşit kodon bulunur.

Protein sentezinde sırasıyla aşağıdaki olaylar meydana gelir:

DNA’ nın ilgili gen bölgesindeki hidrojen bağları kopartılarak anlamlı zincirden mRNA sentezlenir. Böylece sentezlenecek proteinin aminoasit sırası DNA’dan mRNA’ ya aktarılmış olur.

Sentezlenen mRNA ökaryot canlılarda, çekirdekten sitoplazmaya geçer. Prokaryot hücrelerde çekirdek zarı olmadığı için mRNA sitoplazmada üretilir.

DNA -> mRNA -> Ribozom

mRNA, başlangıç kodonunun bulunduğu uçtan ribozomun alt birimine tutunur. Daha sonra ribozomun alt birimi ile üst biriminin birleşmesi ile ribozom aktifleşir.

tRNAlar şifrelediği kendi aminoasitlerini sitoplazmadan alarak ribozoma getirir.

Ribozomda kodon-antikodon uygunluğu sağlamak için geçici hidrojen bağları kurulur. Uygunluk sağlanmasından sonra yan yana gelen aminoasitier peptit bağıyla birbirine bağlanır. tRNA aminoasitini bırakır.

Bu olay, mRNA üzerindeki bütün kodoniar ribozomdan geçinceye kadar devam eder. Bitiş (stop) kodonu gelince sentez biter. Bitiş kodonuna karşılık aminoasit getirilmez.

Aynı mRNA kullanılarak aynı proteinden çok sayıda üretilebilir. İşi biten mRNA’lar, RNAaz ile parçalanır.
Protein sentezinin hızlı olması için aynı mRNA üzerinde çok sayıda ribozom aynı anda çalışabilir. Buna polizom denir. Bu sayede aynı proteinden çok sayıda üretilebilir.

Polizom

Protein sentezinde bir mRNA’nın birden fazla ribozoma bağlanması ile oluşan yapıya denir. Bu sırada her ribozomda protein sentezi yapılır. Polizom oluşumu ile bir protein çeşidinden kısa sürede fazla miktarda üretim yapılır.

Proteinlerin Çeşitliliği ve Büyüklüğü

Proteinlerin yapısına katılan 20 çeşit aminoasit olmasına rağmen canlılarda çok fazla çeşit ve farklı büyüklüklerde protein üretilebilir.

Canlılarda sentezlenen proteinlerin çeşitliliğine neden olan faktörler:

  • Sentezden sorumlu DNA’nın gen bölgesindeki nükleotit dizilişinin ve sayısının farklı olması
  • Sentezlenen mRNA’nın nükleotit dizilişinin ve sayısının farklı olması
  • Sentezlenen mRNA’nın kodon dizilişinin ve sayısının farklı olması
  • Sentezlenen proteindeki aminoasit dizilişi, çeşidi ve sayısının farklı olması ve görev yapan tRNA çeşidi ve sayısının farklı olması

Canlılarda sentezlenen proteinlerin büyüklüğünü belirlemede;

  • sentezden sorumlu gen bölgesindeki nükleotit sayısı,
  • sentezlenen mRNA’nın nükleotit sayısı,
  • sentezlenen mRNA’nın kodon sayısı,
  • sentezlenen proteinin aminoasit sayısı,
  • sentezlenen proteindeki peptit bağ sayısı,
  • sentezde oluşan su sayısı ve görev yapan tRNA sayısı ölçü olarak kullanılabilir.

Canlılarda sentezlenen proteinlerin farklı yapıda ve farklı büyüklükte olmasında;

  • Hücredeki ribozomun yapısı, sayısı, bulunduğu yer, aminoasitlerin bağlanma biçimi etkili değildir.
  • Canlılarda sadece tek yumurta ikizleri ve eşeysiz üreyen canlılarda protein yapıları ve çeşidi aynıdır.
  • İnsanda protein yapılarının farklı olması nedeniyle doku ve organ nakillerinde uyuşmazlık sorunları ortaya çıkmaktadır. Savunma sistemi yabancı proteinlere karşı antikor üretir ve aktarılan yapıyı yok etmeye çalışır. Yakın akrabalar arası protein benzerliği daha fazla olduğundan doku ve organlar daha çok yakın akrabalardan aktarılır.

Santral Doğma

Hücrelerdeki genetik bilgi akışını gösterir. Burada, DNA’nın kendini eşleyerek (replikasyon) üremeyi kontrol ettiği, RNA sentezleyerek protein sentezini yönettiği, dolayısıyla hücre yapısını ve hücredeki reaksiyonları nasıl kontrol ettiği gösterilir. Kısaca, DNA’nın yapmış olduğu tüm olayları gösterir.

Santral doğma olaylarındaki hataların düzeltilebilme durumları

DNA’nın kendini eşlemesindeki (replikasyon) bir hata her zaman yanlış bir mRNA sentezlemesine neden olur. Bu da ribozomun yanlış bir protein sentezlemesine yol açar. Bu protein enzim ve hücre yapısına katılamaz. Böyle bir protein aminoasitlerine parçalanır. Bu tip hatalar düzeltilemez (mutasyon). Dolayısıyla kalıtsaldır, Yeni nesillere aktarılır. Önemli bir gende meydana gelen mutasyon hücrenin ölmesine neden olabilir.

mRNA sentezindeki (transkripsiyon) bir hata genellikle ribozomun yanlış bir protein sentezlemesine neden olur. Bu tip hatalar DNA’nın yeniden mRNA sentezlemesi ile düzeltilir. Dolayısıyla kalıtsal değildir.

Protein sentezindeki (translasyon) bir hata yanlış bir protein sentezlenmesine neden olur. Bu tip hatalar mRNA’nın tekrar ribozom tarafından okunmasıyla düzeltilir. Dolayısıyla kalıtsal değildir.

Santral doğma olayındaki;

mRNA sentezi ve protein sentezi bütün canlı hücreler tarafında gerçekleştirilebilir.

DNA’nın kendini eşlemesi bütün canlı hücreler tarafından gerçekleştirilemez. (Sinir hücreleri, bitkilerde sabit doku hücreleri vs.)

Add a Comment

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

error: Content is protected !!