TRANSLATION என்ற mRNA காப்பியை மொழிபெயர்த்து புரதம் தயாரித்தல்

படம்-1-அ

mRNA மொழிபெயர்ப்புக்கு கீழ்கண்ட சாதனங்கள் தேவை

படம்-1-ஆ

1.தொடக்க முன்னேற்பாடு -Translation Preinitiation:-

இந்தநிலையில் tRNA சார்ஜ் செய்யப்படவேண்டும். அனைத்து உயிரினங்களுக்கும் புரதம் தயாரிக்க குறைந்த பட்சம் 20 அமினோ அமிலங்கள் தேவை.இவற்றில் உயிரினங்கள் சிலவற்றை தாங்களே தயாரிக்கின்றன. சிலவற்றை வெளியிலிருந்தும் பெற்றுக்கொள்கின்றன.இதுபற்றி நாம் பிறிதொரு பதிவில் விரிவாகப்பார்க்கலாம்.

20 அமிலங்களுக்கும் பிரத்தியோகமான தனித்தனியான tRNA க்களை செல்கள் உற்பத்தி செய்கின்றன. இந்த tRNA கள் குறிப்பிட்ட அமினோ அமிலங்களை கொண்டு எப்படி சார்ஜ் ஆகிறது என்பதை கீழ்கண்டவாறு விளங்கலாம்.

படம்-2

படி -1:- அமினோ அமிலம் + அடினோசின் திரி பாஸ்பேட் (ATP)➡️அமினோ அமிலம் AMP (அடினோசின் மோனோ பாஸ்பேட் +பைரோபாஸ்பேட்

படி -2:- அமினோஅமிலம்AMP +tRNA ➡️அமினோ அசைல்tRNA +AMP -(படம்-2)

2.மொழிபெயர்ப்பு தொடக்கம் (Translation Initiation):-

மீண்டும் ஒரு முறை நினைவுறுவோம் ,அதாவது பாக்டீரியா போன்ற ப்ரோகேரியோடிக் செல்களில் கரு,உட்கரு போன்ற அமைப்புகள் எதுவும் இல்லாததால் புரதம் தயாரித்தல் போன்ற மத்திய நிலைநிறுத்தப்பட்ட கோட்பாடு சம்பந்தப்பட்ட அனைத்தும் சைட்டோபிளாசத்திலேயே நடைபெறும்.

எனவே காப்பியெடுத்தல் நடைபெற்றுக்கொண்டு இருக்கும் பொழுதே mRNA, RNAP+DNA கூட்டமைப்பிலிருந்து வெளியாகிக்கொண்டு இருக்கும் பொழுதே காப்பி எடுத்தல் நிறைவாக நிலைக்கு (Transcription Termination) வரும் முன்பே இந்த புரதம் தயாரிப்பு தொடங்கப்படலாம்.இதுபற்றி பார்க்க இங்கு க்ளிக் செய்யவும்

படம்-3-அ

துவக்க நிலை இருவகையாக பிரிக்கப்படும்.அவை இரண்டும் 30S, 50S என்ற ரிபோசோமின் இருவகைகளை அடிப்படையாக கொண்டது.

ப்ரோக்கரியோடிக் செல்களில் ரிபோசோம்கள் 30S யூனிட் தனியாகவும் 50S யூனிட் தனியாகவும் பிரிந்த நிலையிலேயே இருக்கும்.

1.30S யூனிட் துவக்க நிலை

மொழிபெயர்ப்பு துவக்கம் 30S யூனிட்டிலிருந்துதான் ஆரம்பமாகிறது

இதுதான் மிகமுக்கியமான பகுதியும் கூட. மேலே படம் 3-அ இல் கண்டபடி 30S யூனிட்டில் மூன்று அமைப்புகள் E, P, மற்றும் A என்று. இவற்றின் E பகுதியின் கீழ் ரிபோசோமின் 16ஆவது rRNA யில் U-C-C-U-C என்று ஒரு நியூக்ளியோட்டைடு வரிசை (Sequence) இருக்கிறது. இதற்கு ஷைன் டல்கர்னோ(Shine Dalgarno Seq) வரிசை என்று பெயர். இதற்கு பாந்தமாக (Complimentary) A-G-G-A-G நியூக்ளியோடைடு வரிசை வெளியிலிருக்கும் mRNA யில் இருக்கும்.இந்த இரண்டும் ஒன்றை ஒன்று ஈர்ப்பதால் mRNA ரிபோசோம் 30S க்குள் புகுந்து கொள்ளும். கிட்டத்தட்ட ஆக்டொபஸ் சிறிய மீன்களை ஈர்த்துக்கொள்வது மாதிரி ரிபோசோம் mRNA யை ஈர்த்துக்கொள்ளும் (படம் 3அ)

மொழிபெயர்ப்பு துவக்க நிலை மூன்று காரணிகளை கொண்டது.அவை

1.துவக்க நிலை காரணி -3(IF-3)

2துவக்கநிலை காரணி -1 (IF -1)

3.துவக்க நிலை காரணி-2(IF -2)

ரிபோசோம் 30S இல் மூன்று நிலைகள் இருக்கின்றன. அவை E, P, A ஆகும். A என்பது நுழைவு வாயில். P என்பது புரதம் உருவாகும் நிலை. E என்பது வெளியேறும் வாயில்.

முதலில் IF3, E-வாயிலை அடைத்து கொள்ளும்.

பிறகு IF-1 மற்றும் IF-2 இரண்டும் ஒன்றன் பின் ஒன்றாக வந்து A-வாயிலை அடைத்துக்கொள்ளும்.

இப்போது P-வாயில் மட்டுமே திறந்து இருக்கும்.

படம் -3-ஆ

இப்போது பார்மைல் மெத்தியோனின் (formylmethionine) என்ற அமினோ அமிலத்தால் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட tRNA நேரடியாக P- நிலையில் புகுந்து மொழிபெயர்ப்பை துவங்குகிறது.(படம் 3-ஆ)

mRNA மெத்தியோனின் துவக்க கோடன் AUG 💢 UAC-tRNA எதிர் கோடன் (படம் -3-ஆ)

படம்-3-இ

பிறகு IF-3 அங்கிருந்து அகன்று E அடைப்பை நீக்குகிறது.இத்துடன் துவக்க நிலையின் 30S யூனிட் நிலை நிறைவுறுகிறது.

50S கூட்டு துவக்க நிலை :-

IF-3 அகன்றவுடன் ரிபோசோமின் பெரிய பகுதியான 50S யூனிட் 30S யூனிட்டின் மீது பொருந்தி அமர்கிறது. உடனேயே IF-1,மற்றும் IF-2 உம் அகன்று வெளியேறி A-பகுதியும் திறக்கிறது. இத்துடன் 70S யூனிட் துவக்க நிலையும் முடிவுற்று அடுத்து நீட்டல் நிலை ஆரம்பமாகிறது.(பார்க்க மேலே படம்-3-இ)

3.மொழிபெயர்ப்பு நீட்டல் நிலை (Translation Elongation)
படம் -4

நீட்டல் நிலையின் காரணிகள் மூன்று ஆகும். அவை,

1.EF -1-Tu

2.EF -2-Ts

3.EF -G

இந்த மூன்றுமே GTP என்ற குவானோஸின் திரி பாஸ்பேட்டில் இருந்து சக்தி பெருபவை.

முதல் காரணி Tu புதிதாக அமினோ அமிலத்தைக்கொண்டு சார்ஜ் ஆன இரண்டாவது tRNA யை கொண்டு வந்து ரிபோசோமின் A நிலையில் நிறுத்தும் (படம் -4-அ ) அப்போது ரிபோசோமிலிருக்கும் பெப்டிடைல் ட்ரான்ஸ்பரேஸ் (Peptidyltransferase) என்ற நொதி ஏற்கனவே P -பகுதியில் tRNA யின் தலையிலுள்ள அமினோ அமிலத்தை A பகுதியில் புதிதாக நுழைந்து இருக்கும் tRNA யின் தலையிலுள்ள அமினோ அமிலத்துடன் ஒரு ஒற்றை பிணைப்பை (Single Bond) ஏற்படுத்தும்.(படம்-4-அ )

படம் -4-அ

பிறகு EF -Tu,GTP யிலிருந்து சக்தி பெற்று GDP யாக மாறி திரும்பும் பார்க்க படம்-4-ஆ )

படம் 4-ஆ

இதற்கு பிறகு மீண்டும் EF-Tu வுக்கு GTP சக்தியூட்டி அடுத்த tRNA யை கொண்டு போக தயாராக்குவது EF -Ts ஆகும்.

படம்-4-இ

பிறகு நீட்டல் காரணி (EF -3-G) வந்து A-பகுதியை அதில் புதிதாக அமர்ந்திருக்கும் tRNA யுடன் மேல் நோக்கி (3' டு 5') தள்ளும். இப்படி தள்ளும் பொழுது ரிபோசோம் கூட்டமைப்பு (70S) படம்-4- இ யில் இருப்பதைப்போல் mRNA யின் ஒரு கோடன் (மூன்று நியூக்ளியோட்டைடுகள்) கீழ் நோக்கி (5'-3') முன்னேறும்.இப்போது A-பகுதியிலுள்ள tRNA தன தலையில் இரண்டு அமினோ அமிலங்களை சுமந்தவாறு P-பகுதிக்கு வரும். பகுதியில் நின்ற பழைய tRNA காலியான நிலையில் E-பகுதிக்கு தள்ளப்படும். இப்போது தலையில் இரண்டு அமினோ அமிலங்களுடன் P-நிலையில் இருக்கும் tRNA தன் காலின் கீழ் இருக்கும் mRNA கோடானை தன் பாதத்திலிருக்கும் எதிர் கோடானுடன் பொருத்தி மொழி பெயர்க்கும். இந்தக்காட்சிகள் தொடர்ந்து mRNA -யில் ஸ்டாப் கோடோன் எட்டும் வரை நடைபெறும். சில நேரங்களில் தொடர்ந்து ஸ்டாப் கோடோனிலும் நிறுத்தப்படாமலும் சூழ்நிலைகளை அனுசரித்து மொழிபெயர்ப்பு நடந்து கொண்டே இருக்கும் அதுவும் ஒரே mRNA வை ஒரே நேரத்தில் அது உருவாகி வெளியாகிக்கொண்டிருக்கும்போதே ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட பல ரிபோசோம்கள் அதை ஒரே நேரத்தில் மொழிபெயர்க்க துவங்கும்.இதற்கு பெயர் coupled & continued transcription and translation என்பார்கள்.இது போன்று மனித செல்கள் உட்பட எந்த eukariyotic செல்களிலும் சாத்தியம் இல்லை. பாக்டீரியா போன்ற புரோகேரியோடிக் செல்களில் மட்டுமே இது சாத்தியமாகும்.

3.மொழிபெயர்ப்பு நிறைவுறுதல் (Translation Termination)
படம்-5

குறைந்த பட்சம் 22 அமினோ அமிலங்களாவது பின்னப்படும் வரை மொழிபெயர்ப்பு நீட்டல் நடந்துகொண்டே இருக்கும். அதன் பிறகு நிறைவுறுதல் அரங்கேறும்

புரோக்கேரியோடிக் செல்களில் நிறைவுறுதல் நிலை மூன்று காரணிகளை கொண்டு நடைபெறும்.

அவை,

1.RF-1-UAA, UAG

2.RF-2-UAA ,UGA

3.RF-3-RRF -Ribosome Releasing Factor)

இவற்றை TF என்றும் சொல்லலாம். ஆனால் RF (Releasing Factors) என்றே சொல்வது பொருந்தும்.

E-coli பாக்டீரியாவை பொறுத்தவரை அதன் RF-1 அல்லது RF-2 இரண்டில் ஏதோ ஒன்று சூழ்நிலைக்கு ஏற்றவாறு சின்ஹா காரியத்தை செய்யும்.உகாரணமாக mRNA வின் ஸ்டாப் கோடனாக UGA வந்தால் மொழிபெயர்ப்பை நிறுத்துவதற்கு RF-2 வரும்.ஏனென்றால் அதில்தான் UGA க்கு எதிர் கோடோன் (ACU) இருக்கிறது.மற்ற ஸ்டாப் கோடன்களை (UAA ,UAG) வாசிக்க இரண்டில் எதோ ஒரு RF போதும்.

இப்போது mRNA யின் இறுதியில் UAA என்ற ஸ்டாப் கோடோன் வருகிறது என்று கொள்வோம்.இந்த ஸ்டாப் கோடனுக்கென்று அமினோஅமிலம் எதுவும் இல்லாத நிலையில் RF-1 வந்து ரிபோசோமின் A பகுதிக்குள் புகுந்த்து அங்கு தன் பாதத்தின் கீழ் இருக்கும் ஸ்டாப் கோடானை (UAA) தன் பாதத்திலுள்ள எதிர்கோடானை(AUU) கொண்டு மொழிபெயர்க்கும்.இந்த மொழிபெயர்ப்பின் விளைவுதான் நிறைவுறுதல் என்ற Termination.(படம்-5)

RF-1-ல் மேலே கை போன்று நீய்க்கொண்டிருக்கக்கூடிய அந்த டொமைன் (களம்) P-பகுதியில் இருக்கக்கூடிய tRNA யின் தலையில் சங்கிலி தொடராக ஒட்டிக்கொண்டு இருக்கும் அந்த பெப்டைடுகளை மொத்தமாக துண்டாக்கி வெளியேற்றிவிடும்.(படம்-5-2).

படம் 5-3

அப்படி வெளியேறிய அந்த பெப்டைடு சங்கிலி பாலி பெப்டைடுகளாக இறுகிவிடும்.(படம்-5-3)

இதன் பிறகு நிகழ்ச்சிகள் கீழ்கண்ட படங்களில் உள்ளாறு சங்கிலித்தொடர் போல் நடைபெறும்.

படம் 5-3,4

RFs-3 ரிபோசோம் 50S யூனிட்டுக்குள் வந்து A பகுதியில் இருக்கும் RF-1 ஐ வெளியேற்றி அதனுடன் தானும் வெளியேறிவிடும் (படம் -5-4)

படம்-5-5-6

இத்துடன் P மற்றும் E பகுதியிலிருக்கும் tRNA க்களும் ரிபோசோம் கூட்டைவிட்டு வெளியேற (படம்-5-5-6) IF-3 வந்து ரிபோசோம் கூட்டை 50S,30S என்று இரு கூறுகளாக பழைய நிலைக்கு பிரித்து விடும் (படம்-5-7)