Трансляция — это процесс синтеза белков из генетической информации, переносимой матричной РНК (мРНК). После транскрипции она представляет собой заключительный этап экспрессии генов. Этот процесс осуществляется рибосомами, комплексами белка и специализированными молекулами РНК. Рибосомы, транспортная РНК (тРНК) и другие белки производят цепочку аминокислот — полипептид — в качестве конечного продукта трансляции.

Перевод создает строительные блоки жизни

Белки называют строительными блоками жизни, потому что они составляют подавляющее большинство всех организмов — от мышечных волокон до волос на голове и компонентов иммунной системы — и план каждого из этих белков закодирован генами, обнаруженными в ДНК каждой клетки. Центральная догма биологии гласит, что генетическая информация преобразуется в функциональные белки посредством процессов транскрипции и трансляции.

Трансляция происходит вне ядра

Эукариоты имеют мембраносвязанное ядро, в котором мРНК транскрибируется из ДНК. После транскрипции мРНК выводится из ядра и транслируется в цепочку аминокислот — полипептид — и, в конечном итоге, в функциональный белок. Это может происходить в цитоплазме или в шероховатом эндоплазматическом ретикулуме, где полипептиды дополнительно модифицируются. В отличие от них, у прокариот отсутствует ядерный компартмент, поэтому трансляция у прокариот происходит в цитоплазме, в то время как мРНК все еще транскрибируется.

Последовательность кодонов в мРНК определяет последовательность полипептидов

Каждый кодон в мРНК соответствует одной из 20 аминокислот, которые клетки хранят в запасе, а также стоп-кодонам, которые не кодируют аминокислоты. Другая молекула РНК, транспортная РНК (тРНК), отвечает за подачу правильной аминокислоты на основе последовательности кодонов в рибосомы во время трансляции. На одном конце молекулы тРНК ферменты, называемые аминоацил-тРНК-синтетазами, ковалентно присоединяют специфическую аминокислоту к сайту прикрепления, в то время как последовательность антикодонов, расположенная на другом конце тРНК, обеспечивает доставку правильной аминокислоты в рибосому. Некоторые молекулы тРНК способны связываться более чем с одной последовательностью кодонов, что обеспечивает универсальность кодирования, известную как эффект колебания. Это связано с тем, что молекулы тРНК имеют меньшую специфичность связывания с третьим нуклеотидом в последовательности кодона мРНК по сравнению с первыми двумя нуклеотидами.

Некоторые наследственные заболевания возникают из-за дефектов перевода

Трансляция — это сложный процесс, который зависит от широкого спектра клеточных компонентов. Мутации, которые влияют на любую часть этого разнообразного инструментария, могут вызвать заболевание. Например, гиперферритинемия, связанная с накоплением железа, также известная как синдром катаракты, возникает в результате мутаций в 5'-нетранслируемой области мРНК, которая важна для рекрутинга белков, инициирующих трансляцию. Эти мутации вызывают аномально высокую скорость трансляции белка железа ферритина, в результате чего он накапливается в крови и тканях пораженных пациентов. В результате хрусталики глаз мутнеют. Другие заболевания связаны с мутациями в генах, кодирующих тРНК и рибосомные субъединицы. Например, болезнь костного мозга Даймонд-Блэкфен возникает из-за мутаций в гене RPS19, компоненте малой рибосомной субъединицы.