2) ДНК
3) мРНК
4) белок (+)
Трансляция — это этап реализации генетической информации, при котором последовательность кодонов матричной РНК считывается рибосомой и преобразуется в последовательность аминокислот. Рибосома перемещается по мРНК в направлении 5′→3′, а транспортные РНК доставляют соответствующие аминокислоты посредством комплементарного взаимодействия антикодона с кодоном. Между аминокислотами формируются пептидные связи, в результате чего синтезируется полипептидная цепь — первичный продукт белкового синтеза.
В процессе участвуют малая и большая субъединицы рибосомы, мРНК, тРНК, аминокислоты и ферменты, обеспечивающие присоединение аминокислот к тРНК. Инициация начинается с распознавания старт-кодона, обычно AUG, элонгация включает последовательное присоединение аминокислот, а терминация происходит при встрече одного из стоп-кодонов — UAA, UAG или UGA. После завершения трансляции полипептид приобретает пространственную структуру и может подвергаться посттрансляционным модификациям, необходимым для функциональной активности белка.
Следует отличать трансляцию от транскрипции и репликации. При транскрипции на матрице ДНК образуется молекула РНК, преимущественно мРНК, а при репликации происходит удвоение ДНК. Таким образом, белок является непосредственным результатом трансляции, тогда как нуклеиновые кислоты относятся к матрицам или продуктам предшествующих этапов передачи генетической информации.
| Процесс | Матрица | Основной аппарат | Результат | Биологическое значение |
|---|---|---|---|---|
| Репликация | ДНК | ДНК-полимераза и комплекс репликации | Две дочерние молекулы ДНК | Передача генетического материала дочерним клеткам |
| Транскрипция | ДНК | РНК-полимераза | РНК, включая мРНК | Перенос информации от гена к системе синтеза белка |
| Трансляция | мРНК | Рибосома, тРНК, аминокислоты | Полипептидная цепь, из которой формируется белок | Синтез структурных и функциональных белков клетки |
| Обратная транскрипция | РНК | Обратная транскриптаза | ДНК на матрице РНК | Характерна, в частности, для ретровирусов и некоторых мобильных генетических элементов |
| Сплайсинг | Первичный транскрипт мРНК | Сплайсосома | Зрелая мРНК без интронов | Подготовка транскрипта к экспорту из ядра и последующей трансляции |
Скорость и точность синтеза белка зависят от правильности считывания кодонов, работы аминоацил-тРНК-синтетаз и контроля качества рибосом. Нарушения трансляции или структуры соответствующей мРНК могут приводить к дефициту белка, синтезу укороченного полипептида и развитию наследственных заболеваний. Поэтому при интерпретации патогенных вариантов учитывают не только изменение ДНК, но и его влияние на сплайсинг, стабильность мРНК и аминокислотную последовательность белка.