Translatie

Translatie is het vertalen van een genetische code op het DNA naar een werkzaam eiwit. De geproduceerde eiwitten zijn bouwstenen voor de productie van cellen. Cellen zijn weer bouwstenen voor weefsels. Weefsels zijn weer onderdelen van organen. Organen zijn de onderdelen van orgaanstelsels en verschillende orgaanstelsels vormen een organisme. De genetische code op het DNA is het genotype van het organisme. Het geproduceerde eiwit, dat uiteindelijk als bouwsteen dient voor een organisme is het begin van het fenotype van het organisme.

Voordat de cel vanuit een genetische code op het DNA een eiwit kan maken, moet de cel eerst een kopie van deze genetische code maken. Een kopie van een genetische code maken moemen we transcriptie. De kopie van de code die na de transcriptie ontstaat is het m-RNA. m-RNA bevat de genetische code voor de productie van één eiwit. Hoewel zowel DNA als RNA genetische informatie bevatten zijn er wel een aantal fysieke verschillen tussen beide erfelijkheidsdragers. Zo bestaat DNA uit een dubbele streng, en RNA uit een enkele streng. In het RNA is Thymine (T) uit het DNA vervangen door Uracil. Ook bevat de suiker waaruit RNA is ogebouwd op de 2′ C een zuurstof die aan de 2’C in het suikermolecuul van DNA ontbreekt.

Transcriptie wordt elders op Biologielessen uitgelegd. In onderstaande illustratie zie je een overzicht aan de processen die voorafgaand zijn voor de translatie

Voor translatie zijn 4 hoofdrolspelers nodig.

1. m-RNA: Het m-RNA is na transcriptie van het DNA in de celkern gemaakt. Het m-RNA bevat de genetische code voor één eiwit. Dit m-RNA mag met een code voor één eiwit de celkern verlaten. De eiwitsynthese vindt in het cytoplasma met behulp van de ribosomen plaats. Het m-RNA is te herkennen doordat het uracil bevat in plaats van thymine. Op het m-RNA ligt exact omschreven uit welke aminozuren het eiwit opgrbouwd gaat worden. De volgorde van de aminozuren en en de aantallen aminozuren staan exact omschreven in een drie letterige genetische code. Het zijn vooral de eerste én de tweede letter die coderen voor een bepaald aminozuur. Duidelijk is dat te zien aan de genetische code voor het aminozuur valine. GUA, GUU, GUC, en GUG coderen allemaal voor hetzelfde aminozuur valine

2. t-RNA: Het transfer RNA bevindt zich in het cytoplasma. Het vervoert de aminozuren naar de ribosomen die verantwoordelijk zijn voor de eiwitsynthese. Het t-RNA bevat een codon bestaande uit drie nucleotiden, waarmee het t-RNA zich kan binden aan het juiste stukje van het m-RNA.

3. De ribosomen: De ribosomen bevinden zich  vrij in het cytoplasma, of gebonden aan het endoplasmatisch reticulum. Ribosomen lijken nog het meeste op hamburgerbroodjes. Ribosomen bestaan uit een groot deel en een klein deel. Het grote deel heeft twee openingen waar het t-RNA inpast en zich kan binden aan het m-RNA (zie BiNaS 71J). Het ribosoom verplaatst zich in een bepaalde richting over het m-RNA. In de openingen zijn de genetische codes af te lezen. t-RNA met de diverse aminozuren schieten deze openingen in. De code op het t-RNA past complementair op de code van het m-RNA of niet. Als de code niet volledig complementair is blijft het t-RNA even een beetje wiebelend zitten in het ribosoom, om daarna snel, met het aminozuur de opening te verlaten. Is de binding tussen het t-RNA en het m-RNA wel perfect complementair dan bindt het t-RNA zich stabiel.

 

Alleen bij een stabiele binding wordt het aminozuur gekoppeld aan de groeiende polypeptide keten. Na koppeling verlaat het t-RNA zonder aminozuur het ribosoom. In de afbeelding van hierboven zie je hoe een ribosoom een polypeptide-keten aan het synthetiseren is bestaande uit de drie aminozuren

Op de afbeelding hierboven zie je op de laatste afbeelding hoe een ribosoom over het m-RNA heen beweegt. Of eigenlijk beweegt het ribosoom niet, want het ribosoom verankert zich aan het ruw endoplasmatisch reticulum. Het vastgehechte ribosoom “trekt” als het ware de m-RNA streng door het ribosoom heen. Terwijl het m-RNA door het ribosoom heen wordt getrokken synthetiseert het ribosoom de polypeptidestreng (een eiwit). Het geproduceerde polypeptide komt terecht in de holte van het ruw endoplasmatisch reticulum. Het geproduceerde polypeptide wordt vervolgens met blaasjes getransporteerd naar het Golgi-apparaat waar er een werkend eiwit van wordt gemaakt en waar het z’n eindbestemming krijgt toegewezen. Geproduceerde eiwitten hebben globaal genomen drie eindbestemmingen. Het eiwit komt de terecht in de membraan van de cel, het eiwit blijft in de cel, of het eiwit wordt afgegeven buiten de cel.

De ribosomen die over het m-RNA heen wandelen lezen de genetische codes met drie tegelijk af. Elke drie basen vormen een code voor een aminozuur. In de binastabel 71G kan je aflezen door welke drie basen een aminozuur gecodeerd wordt. Laten we eens kijken hoe tabel 71G werkt. Laten we dat doen aan de hand van een codon die op het m-RNA kan voorkomen. Het codon bestaat uit de volgende drie basen UCG. Dit codon lees je van links naar rechts af. De eerste base is dus de U, de tweede base is de C en de derde base is nu de G. In de tabel staan de eerste, tweede en derde base ook netjes aangegeven. De eerste base van het codon is in de tabel omcirkeld in het groen, de tweede in het oranje en de derde in het blauw. Als de eerste base een U is vallen de codons met eerste base een C, A of G weg. Deze zijn groen gekleurd. De tweede base is een C. De codons die als tweede base een U, A of G hebben vallen af. Deze afvallende basen zijn oranje gekleurd. De derde base is een G. U,C of A vallen af. Het codon UCG op het m-RNA codeert voor het aminozuur S. Aminozuur S is volgens bovenstaande tabel het aminozuur serine. Het codon UCG op het m-RNA codeert voor het aminozuur serine in het groeiende eiwit. 

4. De aminozuren: De cellen krijgen de aminozuren aangeleverd via het bloed. De aminozuren zijn de bouwstenen van de eiwitten die de cel wil maken. De aminozuren koppelen in het cytoplasma aan specifieke t-RNA moleculen. De aminozuren worden in de ribosomen gekoppeld tot een groeiende polypeptideketen.

De gehele translatie is goed te bestuderen op bioplek.org

Twee goede korte video’s over translatie zijn hieronder te bekijken.