Übersetzung von RNA in Proteine

Was ist die geringste Anzahl an tRNA-Molekülen, die benötigt wird, um eine Polypeptidkette zu bilden, die 50 Aminosäuren von 15 Arten enthält?

Ich weiß, dass jede Art von Aminosäure mindestens eine einzigartige Art von tRNA hat, die sie erkennt und transportiert. Nach meinem Verständnis benötigen die 15 Arten von Aminosäuren also mindestens 15 tRNA-Moleküle unterschiedlicher Art, es sei denn, es gab einen Grund, der dies verhindert ein tRNA-Molekül daran hindert, zwei identische Aminosäuren (zwei Alanin) zur gleichen Polypeptidkette zu transportieren

• Mit anderen Worten: Kann ein tRNA-Molekül zwei identische Aminosäuren (z. B. zwei Alanine) zu derselben Polypeptidkette tragen, die synthetisiert wird, oder nicht?

Nein, es gibt keine Möglichkeit, dass dieselbe Art von tRNA zwei verschiedene Aminosäuren tragen kann, egal wie ähnlich sie sind. Jede tRNA trägt nur eine bestimmte Aminosäureart und kann auf keinen Fall einfach zu einer anderen "wechseln".
@YordanYordanov, obwohl ich physiologisch zustimme und es die Frage beantwortet, frage ich mich nur: Es muss zweifellos chemisch modifizierte Aminosäurevarianten geben, die auch in das wachsende Peptid eingefügt werden, oder?
Ich muss das überprüfen, aber werden die Aminosäuren nicht modifiziert, nachdem sie in die wachsende Kette eingefügt wurden, nicht vorher. Ich werde jetzt schnell online suchen. Hier ist ein Artikel, den ich mit einer sehr „schnellen“ Online-Suche gefunden habe – ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3130931 . Soweit ich sehen kann, werden alle Änderungen nach der Übersetzung vorgenommen, nicht vorher. Aber vielleicht gibt es noch Ausnahmen. Bei dieser Frage müsste ich wohl tiefer gehen.
@YordanYordanov – „Verwenden Sie Kommentare, um nach weiteren Informationen zu fragen oder Verbesserungen vorzuschlagen. Vermeiden Sie es, Fragen in Kommentaren zu beantworten.“ Sie sehen diese Anweisungen, wenn Sie in ein Kommentarfeld klicken. Bitte folgen Sie ihnen oder Sie brechen das SE-Modell.
Bitte klären Sie, was Sie mit "vom gleichen Typ" meinen.
@David Aminosäure mit demselben Code, z. B. zwei Aminosäuremoleküle mit (GCG) -Code.
@David - es kommt oft vor, dass Benutzer sich nicht sicher fühlen, eine vollständige Antwort und einen Kommentar zu schreiben. Meiner Meinung nach bricht das nicht das Modell, sondern macht dem Benutzer hilfreiche Kommentare, die nicht als vollständige Antwort ausreichen. Siehe zB meta
Jasmin, jedes Codon (kein Code) spezifiziert nur eine Aminosäure (in einem gegebenen Organismus und subzellulären Kompartiment). GCG ist das Codon für Alanin. Wenn Sie glauben, dass ein Codon mehr als eine Aminosäure spezifizieren kann (außer in den Sonderfällen von Selenocystein), dann sollten Sie einen elementaren Text über den genetischen Code studieren.
@AliceD — Ich habe die Regeln nicht gemacht, aber ich habe sie abonniert, als ich mich angemeldet habe. Ich verstehe sie auch. Sie werden auf biology.stackexchange.com/tour deutlich erklärt . Wenn die Leute, die diese Seite eingerichtet haben, diese Regel so stark vertreten, dass sie eine Erinnerung in das Kommentarfeld setzen, gibt es wirklich keine Rechtfertigung, sie zu missachten. Wenn eine Person es tut, halten andere es für zulässig und man endet mit der Art von Diskussionsforum und Geplauder, die StackExchange ausdrücklich nicht ist. Wenn die Leute mit den Regeln unzufrieden sind, sollten sie woanders hingehen.
Das einzige, was mir in den Sinn kommt, wäre ein Fehler beim Aufladen der tRNA.
@David Können nicht zwei Aminosäuren desselben Codons in einer Polypeptidkette eines Proteins gefunden werden, da Alanin mehr als einmal in der Kette vorhanden ist?!
Jasmin — Natürlich. Aber es war mir nicht klar, dass Ihre Frage darauf abzielte. Angenommen, dies ist keine Hausaufgabenfrage (oder?), müssen Sie sehr klar erklären, was Ihre Frage ist. 1. Wenn Sie "bestimmtes tRNA-Molekül" sagen, meinen Sie dasselbe identische Molekül in der Zelle oder Moleküle derselben Klasse, dh mit demselben Anticodon. 2. Wenn Sie „zwei ähnliche Aminosäuren“ sagen, müssen Sie deutlich machen, dass Sie sich auf zwei Alanine oder zwei Glycine beziehen (ich würde eher identisch als ähnlich verwenden). Ihre Frage ist noch unklar, weshalb sie knappe Stimmen hat.
@David Ich hoffe, dass meine Frage jetzt klarer ist. (Entschuldigung für die Unannehmlichkeiten, aber Englisch ist nicht meine Muttersprache)
Jasmin — OK, aber eine seltsame Frage. Und es gibt 20 verschiedene Aminosäuren, die im genetischen Standardcode kodiert sind, also weiß ich nicht, warum Sie 15 ausgewählt haben, obwohl einem Protein mit 50 Aminosäuren möglicherweise fünf Aminosäuren fehlen könnten. Ich nehme an, ich muss Ihre Frage jetzt aber beantworten.
Ja, wir können uns vorstellen, dass eine tRNA recycelt werden kann, um dieselbe Aminosäure mehrmals in dieselbe Peptidkette einzubauen, sodass 16 tRNA eine Kette von 50 Aminosäuren bilden könnte, aber das wird thermodynamisch niemals passieren. Sie benötigen große Konzentrationen von tRNA aller Art, damit diese Reaktion stattfinden kann, wenn Sie ein einzelnes Ribosom, mRNA und 15 tRNA mit reichlich freien Aminosäuren mischen, funktioniert die Reaktionschemie nicht.
@David - Ich kenne die Regeln und du hast recht. Die Sache ist, dass es eine Grauzone ist. Persönlich gebe ich in der Tat nie als Kommentare getarnte Antworten, nur wenn ich erwarte, dass die Frage geschlossen wird und ich selbst knapp abstimme. Wie auch immer, Punkt genommen.

Antworten (1)

Im Grundmodell der Proteinsynthese sind die Ereignisse, an denen tRNA und Aminosäuren beteiligt sind, wie folgt (siehe beliebige Standardtexte, z . B. Lodish et al. Abschnitt 4.4 ):

  1. Eine Aminosäure wird an die entsprechende tRNA (diejenige mit dem Anticodon, das ein Codon für diese Aminosäure erkennt) durch eines von zwanzig spezifischen Amino-AcyltRNA-Synthase-Enzymen in einer Reaktion angehängt, die ATP erfordert. Dies wird als Aufladen oder Aminoacylierung von tRNA bezeichnet.

  2. Die dem mRNA-Codon entsprechende tRNA wird durch einen Elongationsfaktor (EF1) zum Ribosom gebracht und die Peptidyltransferase-Aktivität der großen ribosomalen Untereinheit katalysiert die Bildung einer Peptidbindung zwischen der wachsenden Polypeptidkette* und der Aminosäure der tRNA, Freisetzung von deacylierter tRNA.

Mir ist unklar, warum Sie sich mit diesem Problem befassen, aber wenn es zwei Alanin-Codons in der mRNA gäbe, könnte es theoretisch, nachdem ein bestimmtes diskretes tRNA-Molekül das erste Alanin eingefügt hat, von der Aminoacyl-tRNA-Synthetase wieder aufgeladen und dann zum Einfügen verwendet werden das zweite Alanin. Die Konzentration von tRNA-Molekülen in der Zelle, die zur Unterstützung der Proteinsynthese benötigt wird, ist jedoch so groß, dass die tatsächliche Wahrscheinlichkeit, dass dasselbe diskrete Molekül verwendet wird, eher als eine andere tRNA, die Alanin trägt, gering ist.

*Eine reale Komplikation besteht darin, dass eine Polypeptidkette von einer Initiator-Methionin-tRNA initiiert werden muss, die sich von der Methionin-tRNA unterscheidet, die interne Methionine einfügt (siehe Lewin et al. , Abschnitt 4.5 ).

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