Transcription and Translation

లిప్యంతరీకరణ మరియు అనువాదం

లక్ష్యం

• ఈ ఉపన్యాసం ముగింపులో, విద్యార్థి చేయగలరు

– RNA సంశ్లేషణ (ట్రాన్స్క్రిప్షన్) మరియు ప్రోటీన్ సంశ్లేషణ (అనువాదం)లో ఉన్న దశలను వివరించండి

ప్రోటీన్ నుండి జన్యువు

• రెండు-దశల ప్రక్రియలో ప్రోటీన్‌ను నిర్మించడానికి ఒక జన్యువు ఉపయోగించబడుతుంది

RNA సంశ్లేషణ

(లిప్యంతరీకరణ)

• DNA టెంప్లేట్‌లో జరిగే RNA సంశ్లేషణ ప్రక్రియ

• జన్యు వ్యక్తీకరణ యొక్క మొదటి దశ, దీనిలో DNA యొక్క నిర్దిష్ట భాగం RNA పాలిమరేస్ అనే ఎంజైమ్ ద్వారా RNA (mRNA) లోకి కాపీ చేయబడుతుంది

• DNA లో నిల్వ చేయబడిన జన్యు సమాచారం RNA ద్వారా వ్యక్తీకరించబడుతుంది

• ఈ ప్రయోజనం కోసం DNA యొక్క రెండు ట్రాండ్‌లలో ఒకటి టెంప్లేట్‌గా పనిచేస్తుంది (కోడింగ్ కాని స్ట్రాండ్ లేదా సెన్స్ స్ట్రాండ్) మరియు RNA అణువుల వర్కింగ్ కాపీలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది

• ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్‌లో పాల్గొనని ఇతర DNA స్ట్రాండ్‌ను కోడింగ్ స్ట్రాండ్ లేదా యాంటిసెన్స్ స్ట్రాండ్ లేదా నాన్-టెంప్లేట్ స్ట్రాండ్‌గా సూచిస్తారు.

• కొత్తగా తయారు చేయబడిన RNAలో, అన్ని T న్యూక్లియోటైడ్‌లు U న్యూక్లియోటైడ్‌లతో భర్తీ చేయబడతాయి.

• RNA పాలిమరేస్ ప్రధాన ట్రాన్స్క్రిప్షన్ ఎంజైమ్

• లిప్యంతరీకరణ 3 వేర్వేరు దశలను కలిగి ఉంటుంది

• దీక్ష

• పొడుగు

• రద్దు

• లిప్యంతరీకరణ జరగడానికి ముందు, DNA డబుల్ హెలిక్స్ తప్పనిసరిగా లిప్యంతరీకరణ చేయబడే జన్యువు దగ్గర విడదీయాలి

• ఓపెన్-అప్ DNA యొక్క ప్రాంతాన్ని ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ బబుల్ అంటారు

• RNA పాలిమరేస్ ఒక జన్యువు ప్రారంభంలో ప్రమోటర్ సీక్వెన్స్‌తో బంధించినప్పుడు ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ ప్రారంభమవుతుంది

• RNA పాలిమరేస్ కొత్త, పరిపూరకరమైన RNA అణువును తయారు చేయడానికి DNA తంతువులలో ఒకదానిని టెంప్లేట్‌గా ఉపయోగిస్తుంది

• లిప్యంతరీకరణ ముగింపు అనే ప్రక్రియలో ముగుస్తుంది

లిప్యంతరీకరణ దీక్ష

• జన్యువును లిప్యంతరీకరించడం ప్రారంభించడానికి, RNA పాలిమరేస్ ప్రమోటర్ అని పిలువబడే ప్రాంతంలో జన్యువు యొక్క DNAతో బంధిస్తుంది

• DNA యొక్క ప్రమోటర్ సైట్‌లో ట్రాన్స్‌క్రిప్షన్ ప్రారంభమవుతుంది

• ప్రతి జన్యువుకు దాని స్వంత ప్రమోటర్ ఉంటుంది

• ప్రమోటర్ DNA క్రమాలను కలిగి ఉంటుంది, ఇది RNA పాలిమరేస్‌ను DNAకి జోడించేలా చేస్తుంది

• RNA పాలిమరేస్‌లో కోర్ ఎంజైమ్ మరియు సిగ్మా ఫ్యాక్టర్ ఉంటాయి

• సిగ్మా ఫ్యాక్టర్ ప్రమోటర్ సీక్వెన్స్‌లను గుర్తిస్తుంది

• ట్రాన్స్క్రిప్షన్ బబుల్ ఏర్పడిన తర్వాత, పాలిమరేస్ లిప్యంతరీకరణను ప్రారంభించవచ్చు

పొడుగు

• RNA పాలిమరేస్ ప్రమోటర్ ప్రాంతంతో బంధిస్తుంది, సిగ్మా కారకం విడుదల చేయబడుతుంది మరియు లిప్యంతరీకరణ కొనసాగుతుంది

• RNA DNA టెంప్లేట్‌కు వ్యతిరేక సమాంతరంగా 5' చివరి నుండి 3' చివరి వరకు (5'͢ 3') సంశ్లేషణ చేయబడింది

• mRNAలోని న్యూక్లియోటైడ్ స్థావరాల క్రమం DNA స్ట్రాండ్‌కు అనుబంధంగా ఉంటుంది

• ఇది కోడింగ్ స్ట్రాండ్‌తో సమానంగా ఉంటుంది తప్ప DNAలో T స్థానంలో RNA Uని కలిగి ఉంటుంది

• పొడిగింపు సమయంలో, RNA పాలిమరేస్ టెంప్లేట్ స్ట్రాండ్‌తో పాటు 3' నుండి 5' దిశలో కదులుతుంది.

• టెంప్లేట్‌లోని ప్రతి న్యూక్లియోటైడ్‌కు, RNA పాలిమరేస్ RNA స్ట్రాండ్ యొక్క 3' చివరన సరిపోలే (పరిపూరకరమైన) RNA న్యూక్లియోటైడ్‌ను జోడిస్తుంది.

రద్దు

• టెర్మినేషన్ సిగ్నల్స్ ద్వారా ట్రాన్స్క్రిప్షన్ ప్రక్రియ ఆగిపోతుంది

• DNA అణువు యొక్క టెంప్లేట్ స్ట్రాండ్‌లోని సీక్వెన్స్ ద్వారా ముగింపు సంకేతం చేయబడుతుంది, ఇది ఒక ముగింపు ప్రోటీన్, Rho ( ρ )కారకం (ప్రోకార్యోట్‌లలో) ద్వారా గుర్తించబడుతుంది.

• నిర్దిష్ట ముగింపు సైట్‌లలో, కొత్త RNA గొలుసు విడుదల చేయబడుతుంది

• రద్దు చేసిన తర్వాత, కోర్ ఎంజైమ్ DNA టెంప్లేట్ నుండి విడిపోతుంది మరియు కోర్ ఎంజైమ్ సిగ్మా ఫ్యాక్టర్‌తో బంధిస్తుంది మరియు కొత్త RNA అణువు ఏర్పడటంలో పాల్గొంటుంది.

• ముగింపు ముగిసిన తర్వాత, Rho ( ρ ) కారకం RNAను విడదీస్తుంది మరియు ఈ కారకం మళ్లీ రీసైకిల్ చేయబడుతుంది

ప్రోటీన్ సంశ్లేషణ

(అనువాదం)

• జీవ కణంలోని ప్రోటీన్ లేదా పాలీపెప్టైడ్ యొక్క బయోసింథసిస్ అనువాదంగా సూచించబడుతుంది

• mRNA రైబోజోమ్‌లు మరియు tRNA సహాయంతో ప్రోటీన్‌లుగా అనువదించబడుతుంది

• mRNAలో, పాలీపెప్టైడ్‌ను నిర్మించడానికి సూచనలు RNA న్యూక్లియోటైడ్‌లు (As, Us, Cs మరియు Gs) కోడన్‌లుగా పిలువబడే మూడు సమూహాలలో చదవబడతాయి.

• ప్రోటీన్‌లోని అమైనో ఆమ్లాలకు కోడ్ పదాలుగా పనిచేసే mRNAలోని మూడు న్యూక్లియోటైడ్ (ట్రిపుల్) బేస్ సీక్వెన్సులు జన్యు సంకేతం లేదా కోడన్‌లను ఏర్పరుస్తాయి .

• 20 అమైనో ఆమ్లాలలో ప్రతి ఒక్కటి ఈ త్రిగుణాలలో ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ద్వారా కోడ్ చేయబడింది

• మూడు కోడన్లు UAA, UAG మరియు UCA అమైనో ఆమ్లాలకు కోడ్ చేయవు

• అవి ప్రోటీన్ సంశ్లేషణలో స్టాప్ సిగ్నల్స్‌గా పనిచేస్తాయి

• ఈ మూడు కోడన్‌లను సమిష్టిగా టెర్మినేషన్ కోడన్‌లు లేదా నాన్-సెన్స్ కోడన్‌లు అంటారు

• అమినో యాసిడ్ మెథియోనిన్‌ను పేర్కొనే కోడాన్ AUG చైన్ ఇనిషియేటింగ్ కోడాన్‌గా పనిచేస్తుంది

• జన్యు సంకేతం సార్వత్రికమైనది - అన్ని జీవులలో ఒకే అమైనో ఆమ్లాల కోసం ఒకే కోడన్‌లు ఉపయోగించబడతాయి

• జన్యు సంకేతం

• రైబోజోములు పాలీపెప్టైడ్స్ (ప్రోటీన్లు) నిర్మించబడిన నిర్మాణాలు

• ప్రతి రైబోజోమ్‌లో రెండు సబ్‌యూనిట్‌లు ఉంటాయి, పెద్దది మరియు చిన్నది, ఇవి mRNA చుట్టూ కలిసి ఉంటాయి

• ట్రాన్స్‌ఫర్ ఆర్‌ఎన్‌ఏలు , లేదా టిఆర్‌ఎన్‌ఏలు , అవి ఎన్‌కోడ్ చేసే అమైనో ఆమ్లాలకు mRNA కోడన్‌లను అనుసంధానించే పరమాణు "వంతెనలు".

• ప్రతి tRNA యొక్క ఒక చివర యాంటికోడాన్ అని పిలువబడే మూడు న్యూక్లియోటైడ్‌ల క్రమాన్ని కలిగి ఉంటుంది , ఇది నిర్దిష్ట mRNA కోడన్‌లకు కట్టుబడి ఉంటుంది.

• tRNA యొక్క ఇతర ముగింపు కోడన్‌ల ద్వారా పేర్కొన్న అమైనో ఆమ్లాన్ని కలిగి ఉంటుంది

దశ 1- దీక్ష

• దీక్షలో, రైబోజోమ్ చదవడానికి mRNA చుట్టూ సమావేశమవుతుంది మరియు మొదటి tRNA

• ప్రారంభ కోడాన్ AUGతో mRNA ట్రాన్స్క్రిప్ట్ చిన్న రైబోసోమల్ సబ్యూనిట్‌కు జోడించబడుతుంది

• చిన్న సబ్యూనిట్ పెద్ద రైబోసోమల్ సబ్యూనిట్‌కు జతచేయబడుతుంది

దశ 2 - పొడుగు

• రైబోజోమ్ కదులుతున్నప్పుడు, రెండు tRNAలు వాటి అమైనో ఆమ్లాలతో రైబోజోమ్ యొక్క సైట్ A మరియు P లోకి కదులుతాయి.

• tRNA సరిపోలే కోడాన్‌కు బంధిస్తుంది

• పెప్టైడ్ బంధాలు అమైనో ఆమ్లాలలో కలుస్తాయి

• mRNA రైబోజోమ్‌లో ఒక కోడాన్‌పైకి మార్చబడింది, చదవడానికి కొత్త కోడాన్‌ను బహిర్గతం చేస్తుంది

రద్దు

• అనేక చక్రాల పొడిగింపు మరియు నిర్దిష్ట ప్రోటీన్/పాలీపెప్టైడ్ అణువు ఏర్పడిన తర్వాత, స్టాప్ లేదా టెర్మినేషన్ సిగ్నల్‌లలో ఒకటి (UAA, UAG మరియు UCA) పెరుగుతున్న పాలీపెప్టైడ్‌ను రద్దు చేస్తుంది.

• ఇది పూర్తయిన పాలీపెప్టైడ్ గొలుసును విడుదల చేసే దశ

తుది ఉత్పత్తి - ప్రొటీన్!

• ప్రోటీన్ సంశ్లేషణ యొక్క తుది ఉత్పత్తులు ప్రోటీన్ యొక్క ప్రాథమిక నిర్మాణం

• పెప్టైడ్ బంధాల ద్వారా కలిసి బంధించబడిన అమైనో ఆమ్లం యొక్క క్రమం