Translasi adalah proses di mana kode genetik yang dibawa oleh mRNA diterjemahkan oleh ribosom untuk mensintesis rantai polipeptida dengan sekuens asam amino spesifik. Ini adalah langkah terakhir dalam dogma sentral biologi molekuler.

Kode Genetik

Kode genetik memetakan setiap kodon tiga nukleotida ke salah satu dari dua puluh asam amino atau sinyal berhenti. Dari 64 kodon yang mungkin, 61 menentukan asam amino dan tiga adalah kodon stop. Kode ini degeneratif, dengan sebagian besar asam amino dikodekan oleh beberapa kodon yang biasanya berbagi dua basa pertama. Kode dibaca tanpa tumpang tindih atau tanda baca dalam arah 5-prime ke 3-prime. Sifat kode genetik yang hampir universal mendukung nenek moyang yang sama dari semua kehidupan, dengan hanya variasi minor yang ditemukan di mitokondria dan beberapa protozoa.

Sintesis Aminoasil-tRNA

Translasi membutuhkan setiap asam amino dilekatkan pada tRNA yang sesuai. Aminoasil-tRNA sintetase mengkatalisis reaksi dua langkah ini. Pertama, asam amino bereaksi dengan ATP membentuk intermediet aminoasil-AMP. Kedua, asam amino teraktivasi ditransfer ke ujung 3-prime tRNA. Ada setidaknya satu sintetase untuk setiap asam amino, dan setiap sintetase harus membedakan antara asam amino dan substrat tRNA yang benar. Mekanisme penyuntingan menghidrolisis tRNA yang salah isi, mempertahankan ketelitian tinggi sekitar satu kesalahan dalam 10.000.

Struktur Ribosom

Ribosom adalah kompleks ribonukleoprotein besar yang terdiri dari dua subunit. Subunit kecil mengikat mRNA dan menyediakan pusat dekoding tempat pasangan kodon-antikodon dipantau. Subunit besar mengandung pusat peptidil transferase, tempat pembentukan ikatan peptida terjadi, dan terowongan keluar tempat polipeptida yang baru lahir muncul. Ribosomal RNA merupakan sekitar dua pertiga massa ribosom dan bertanggung jawab untuk dekoding dan katalisis. rRNA 23S dari subunit besar mengkatalisis pembentukan ikatan peptida, menjadikan ribosom sebagai ribozim.

Inisiasi Translasi

Inisiasi menetapkan kerangka baca dengan memposisikan ribosom pada kodon awal, biasanya AUG yang mengkode metionin. Pada bakteri, sekuens Shine-Dalgarno di hulu kodon awal berpasangan dengan rRNA 16S. Faktor inisiasi IF1, IF2, dan IF3 merakit subunit 30S, mRNA, dan inisiator fMet-tRNA, dan subunit 50S bergabung setelah hidrolisis GTP.

Inisiasi eukariot lebih kompleks. Kompleks pengikat tutup eIF4F mengenali tutup 5-prime, dan subunit 40S dengan inisiator Met-tRNA memindai sepanjang mRNA hingga mencapai AUG pertama dalam konteks Kozak yang menguntungkan. Lebih dari selusin faktor inisiasi mengoordinasikan proses ini, dengan eIF2-GTP mengirimkan tRNA inisiator. Fosforilasi eIF2-alfa adalah mekanisme regulasi utama yang secara global menghambat translasi selama stres.

Elongasi

Elongasi berlangsung melalui siklus berulang pengikatan aminoasil-tRNA, pembentukan ikatan peptida, dan translokasi. Faktor elongasi EF-Tu pada bakteri, atau eEF1A pada eukariot, mengirimkan aminoasil-tRNA ke situs A dengan cara yang bergantung pada GTP. Pasangan kodon-antikodon yang benar memicu hidrolisis GTP dan pelepasan faktor. Pusat peptidil transferase mengkatalisis transfer rantai peptida yang tumbuh dari tRNA situs P ke aminoasil-tRNA di situs A. EF-G/eEF2 mempromosikan translokasi, memindahkan ribosom tiga nukleotida di sepanjang mRNA.

Terminasi

Terminasi terjadi ketika kodon stop memasuki situs A. Faktor pelepasan mengenali kodon stop dan memicu hidrolisis ikatan peptidil-tRNA. Pada bakteri, RF1 mengenali UAA dan UAG, sementara RF2 mengenali UAA dan UGA. Eukariot menggunakan eRF1, yang mengenali ketiga kodon stop, dalam kompleks dengan eRF3. Ribosom kemudian membongkar dengan bantuan faktor daur ulang ribosom.

Peristiwa Pasca-Translasi

Polipeptida yang baru disintesis mengalami pelipatan, sering dibantu oleh pendamping. Sekuens sinyal menargetkan protein ke lokasi seluler spesifik, termasuk retikulum endoplasma, mitokondria, atau nukleus. Translokasi ko-translasi mengirimkan protein yang disekresikan dan membran ke RE saat mereka disintesis. Banyak modifikasi dapat terjadi, termasuk pembelahan proteolitik, fosforilasi, glikosilasi, dan pembentukan ikatan disulfida, sebelum protein mencapai bentuk fungsional akhirnya.