אחד התהליכים הבסיסיים ביותר בתא הוא יצירת החלבונים המוציאים לפועל של רוב התהליכים בתא. אחד השלבים בדרך ליצירתם הוא סינתזת החלבון שמתרחשת בריבוזום. הסרטון הראשון שהבאנו לכם מתאר בפשטות איך החלבון מסונתז בריבוזום. הסרטון השני נכנס לפירוט רב יותר של מנגנון הסינתזה ומבנה הריבוזום. לסרטון השני מצורפות כתוביות באנגלית בלבד, על כן הוספתי תרגום והסברים בהמשך העמוד.

הסרטון הופק במסגרת פרויקט Virtual Cell של אוניברסיטת צפון דקוטה בארה"ב. תורגם בידי צוות דוידסון אונליין

הסרטון מבוסס על עבודות גיבוש החלבונים שבוצעו במעבדה של פרופ' עדה יונת כלת פרס נובל לכימיה – במכון ויצמן למדע, וביחידת המחקר במכון מקס פלנק.

התרגום הוא השלב השני בהליך סינתזת החלבונים. בשלב הראשון האנזים RNA פולימראז יוצר מקטע של RNA שליח (mRNA) על בסיס תבנית דנ"א. התהליך הזה מתרחש כבר בגרעין התא. לאחר מכן ה-mRNA עוזב את גרעין התא ונודד לנוזל התא (ציטופלזמה), שם הוא פוגש את הריבוזום שמתרגם את המידע המקודד בו לחומצות אמינו המחוברות בשרשרת ויוצר מהן פפטיד חלבון לא מעובד.

השחקן המרכזי בתהליך תרגום ה-mRNA לחלבון הוא הריבוזום. הריבוזום הוא מולקולת ענק שמורכבת מחומצות אמינו ומ-RNA ותפקידה הוא לתווך בין ה-mRNA ל-RNA מוביל (tRNA) ולאפשר את הקישור בין חומצות האמינו הקשורות לtRNA. וביתר פשטות, כל tRNA מכיל בצד אחד חומצת אמינו אחת ובצד השני שלוש חומצות גרעין מקודדות לקוד המשלים ב-mRNA, כך שכל שלוש חומצות גרעין בmRNA מקודדות חומצת אמינו אחת.

הריבוזום קושר את ה-mRNA ומאפשר למולקולות ה-tRNA לזהות את הקודונים המשלימים שלהן. יש בו שני "תאים" A site (מימין) ו-P site (משמאל) – שבכל אחד מהם יכולה להיכנס מולקולת tRNA אחת. חומצות האמינו שקשורות ל-tRNA השכנים יוצרות ביניהן קשר פפטידי, ואז מולקולת ה-tRNA שקשרה חומצת אמינו נוספת זזה אל ה-P site שהתפנה, יחד עם שרשרת חומצות האמינו (פפטיד), שמועברת כעת ל-tRNA שנמצא ב-A site וחוזר חלילה. השרשרת הולכת ומתארכת, עד שהריבוזום מגיע לקוד מיוחד ב-mRNA שנקרא קודון עצירה. לקודון זה אין tRNA משלים ונקשר אליו פקטור מיוחד שגורם לפירוק הקומפלקס ולשחרור החלבון שנוצר לצורך המשך העיבוד שלו.

בתהליך מעורבים חלבונים רבים, כגון IF2 ,IF3 ועוד. החלבונים האלה ממלאים תפקידים שונים באופטמיזציה של התהליך, כגון קירוב תת-היחידות של הריבוזום, סיוע לריבוזום להיקשר למקום הנכון, סגירת ה-mRNA למעין לולאה שמקלה על עבודת הריבוזום ועוד. בסרטון השני מתוארים כמה מהפקטורים הללו, והמנגנון המוצג שם מבוסס על עבודות גיבוש החלבונים ומייצגות את התרגום כפי שמשערים שהוא מתרחש.

ארז גרטי
המחלקה לכימיה ביולוגית
מכון ויצמן למדע



הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בתגובה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.

3 תגובות

  • שי

    פעולת הריבוזום

    האם ישנה תיאוריה המסבירה כיצד נוצר תהליך התרגום הזה, ואיך נוצר מתחילה הקישור בין הקודונים לחומצות אמיניות, ומה גרם למערכת התרגום והבנייה הזו להיווצר? עד עתה בכל ההסברים שקראתי קיימת התעלמות מנקודה זו (מחליקים בפשטות את ענין התרגום כאילו הוא מובן מאליו) והקורא מקבל רושם כאילו יש כאן מערכת "תבונתית" שהחליטה או הבינה שכך צריך לעשות.
    ועוד בהקשר זה, האם מניחים שהקודונים (ובכלל מבנה הרנ"א/דנ"א) נוצרו לכתחילה כמיועדים להעביר את המידע, או שבאקראי נוצר המבנה הזה של הנוקלאוטידים, ואחרי כן נוצרה באקראי מערכת שמתרגמת לחומצות אמיניות?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןיעל כורם

    תשובה

    <p>
    היי שי, ענינו על שאלתך <a href="http://davidson.weizmann.ac.il/online/askexpert/life_sci/%D7%90%D7%99%D7...בכתבה בקישור הזה</a>, יעל</p>

  • שי