النشاط الخامس* مراحل الترجمة *

مراحل الترجمة

- طرح الإشكالية:-

أين يتم تركيب البروتين في الهيولى ؟ و ماهي التراكيب التي تساهم في هذه العملية ؟

- التقصي:

يلاحظ صور بالمجهر الالكتروني لعملية الترجمة في الهيولى لخلايا محضنة في وسط يحتوي على احماض امينية مشعة

-jحلل صور مأخوذة عن المجهر و معالجة بتقنية التصوير الإشعاعي الذاتي لخلايا مزروعة في وسط به أحماض أمينية موسومة توضح تكاثف الأحماض الأمينية في مستوى متعدد الريبوزوم(Polysomes)

- تم التعرف على البوليزوم التي تظهر في هيولى الخلية اثناء تركيبها للبروتين ،ويستنتج ان الARNm يخضع لترجمة متعددة من عدة ريبوزومات في وقت واحد.

نتيجة :
*الريبوزومة هي العضية المسؤولة عن عملية الترجمة في الهيولى ،تتواجد الريبوزومات سابحة في الهيولى او متوضعة على الشبكة الهيولية الفعالة(المحببة)

*تتم ترجمة الARNm من خلال متعدد ريبوزومي (عدة ريبوزومات لترجمة ARNm واحد في نفس الوقت)

*تسمح الترجمة المتعددة بانتاج كمية كبيرة من البروتين في زمن قصير حسب حاجة الخلية .

2-اثبات دور متعدد الريبوزوم

من قراءة التجربة نلاحظ ان تخريب الARNm بواسطة انزيم نوعي هو الARN ريبونوكلياز يؤدي الى اختفاء متعدد الريبوزوم من هيولى الخلية

-
نستنتج ان ظهور متعدد الريبوزوم هو مؤشر على عملية ترجمة الARNm وتركيب البروتين مما يؤكد دوره على انه ضوروري لتركيب البروتين و بالتالي غيابه يؤدي الى غياب تركيب البروتينات.

3-انماط الARN الهيولية

يلاحظ التسجيلين الناتجين عن عمليات فصل الاحماض الريبية النووية ARN في الحالتين :

التسجيل (أ) الخلية في حالة تركيب البروتين

التسجيل (ب) الخلية في فترة غير نشطة اي لاتقوم بتركيب البروتين



- يظهر مختلف أنماط الأحماض الريبية النووية في الهيولى انطلاقا من:

° تحليل منحنيات تطور نسب ARN الخلوي أثناء اصطناع البروتين.

°تحليل منحنيات تطور نسب ARN الخلوي خارج فترة اصطناع البروتين.

التحليل المقارن :نلاحظ ان التسجيلين متماثلين في الشوكات 1 ،2 ،3 و4 ،بينما تظهر الشوكة 5 فقط في حالة اصطناع البروتين وتختفي خارج فترة اصطناع البروتين

الاستنتاج :

*نستنتج ان الشوكة 5 تخص الARNm لانه يظهر فقط في حالة اصطناع البروتين .

*نستنتج ان هناك انواع اخرى من الARN الهيولي وهي الممثلة في الشوكات 1 ،2 ،3و4 و التي لها دور في تركيب البروتينات .

***يناقش معطيات الجدول للتعرف اكثر على خصائص الانواع الثلاثة للARN و التي تختلف حسب ازانها الجزئية مما يؤدي الى اختلاف معامل ترسبها في الوسط .

و منه نستطيع استنتاج مايلي
*تمثل الشوكات 1 و2و3 ال ARNr الريبوزومي بينما تمثل الشوكة 4 الARNt الناقل للاحماض الامينية

3- بنية ومكونات الريبوزوم

يصف بنية الريبوزوم انطلاقا من نموذج جزيئي ثلاثي الأبعاد .



° الريبوزومات عبارة عن عضيات صغيرة ، وهي تلعب دورآ مهمآ في صنع و انتاج البروتينات .

° الريبوزومات عضيات متكونة من تجمع بروتينات وحمض ريبي نووي ريبوزومي (ARNr) وتتشكل من تحت وحدتين :

تحت وحدة صغرى: تحمل موقع قراءة الـ ARNm ،وتتكون من 21 نوع من البروتينات ومن ARNr ريبوزومي

وتحت وحدة كبرى: تحمل موقعين تحفيزيين وهما الموقع A،وموقع P اين يتم تثبيت الARNt الناقل للاحماض الامينية ،تتكون تحت الوحدة الكبرى من 31 نوع من البروتينات ،ومن نوعين من الARNr الريبوزومي.

4- بنية الARNt الناقل للاحماض الامينية



الاستنتاج :

يحتوي الARNt على موقعين مميزين هما :

-موقع الرامزة المضادة (Anti-codon) :وهي ثلاثية توافق الرامزة الموجودة على الARNm اثناء الترجمة.

-موقع ارتباط الحمض الاميني : حيث يتم تبيت الحمض الاميني المناسب للARNt الناقل والمحدد بالرامزة الموجودة على الARNm اثناء الترجمة.
فلاش رائع عن عملية الترجمة



6- تنشيط الاحماض الامينية

تتطلب عملية الترجمة ربط الحمض الاميني بال ARNt الخاص به وهو مايعرف بعملية تنشيط الاحماض الامينية .
توضح الوثيقة (7) آلية تنشيط الأحماض الامينية في الهيولى الى جانب البنية الفراغية للمعقد (إنزيم -ARNt)




الاستنتاج :

يتم تنشيط الاحماض الامينية من خلال ربطها بالARNt الناقل نوعيا بتدخل انزيم متخصص وصرف طاقة على شكل ATP

العناصر اللازمة لعملية تنشيط الاحماض الامينية هي :

* حمض اميني

*ARNt ناقل

*انزيم نوعي

*طاقة على شكل ATP

-تتم عملية التنشيط وفق المراحل التالية :

1-تثبيت مزدوج لكل من الحمض الاميني والARNt الخاص به على الانزيم النوعي من خلال موقعي تفاعل احدهما خاص بالحمض الاميني والثاني خاص بالARNt

2 -يقوم الانزيم بتحفيز تفاعل تشكيل رابطة بين الحمض الاميني والARNt الناقل له من خلال موقع ارتباط الحمض الاميني على الARNt ويتم هدم جزيئة ATP لتحرير الطاقة اللازمة للربط

3-تحرير المعقد( حمض اميني-ARNt) وانفصاله عن الانزيم




مراحل عملية الترجمة

توصلت الدراسات المختلفة في سنوات الستينات الى تحديد آليات حدوث عملية الترجمة والمراحل المختلفة لحدوثها كما هو موضح في الوثيقة التالية:

الترجمة

متطلبات عملية الترجمة :

تتطلب مرحلة الترجمة :

° جزيئات الحمض الريبي النووي الرسول (ARNm) الحامل للمعلومة الوراثية
° جزيئات الحمض الريبي النووي الناقل (ARNt) المتخصص في تثبيت ،نقل وتقديم الأحماض الأمينية الموافقة.

° الاحماض الامينية الحرة وتمثل الوحدات البنائية للبروتين

° الريبوزومات وتمثل مقر عملية الترجمة

° طاقة على شكل ATP

° انزيمات نوعية

مراحل عملية الترجمة :

1-الانطلاق :

- تبدأ الترجمة دائما في مستوى الرامزة AUG للـ ARNm والتي تدعى برامزة البداية والموافقة لأول حمض أميني وهو الميثيونين يحمله ARNt خاص بهذه الرامزة يدعى الARNt المبتدئ على تحت الوحدة الصغرى .

-التحاق تحت الوحدة الكبرى ليصبح الARNt المبتدئ في الموقع P للريبوزوم

2-الاستطالة :

- يأتي الARNt الناقل للحمض الثاني الموافق للرامزة الثانية على الARNm ويتثبت على الموقع A للريبوزوم حيث يتم تنشيط انزيم لتشكيل رابطة ببتيدية بين الحمض الثاني وحمض الميثيونين ،واستهلاك طاقة بهدم جزيئة ATP

- يتحرك الريبوزوم مسافة رامزة واحدة على شريط الARNm ،فيخرج الARNtالمبتدئ من الريبوزوم ،ويصبح الARNtالناقل للحمض الاميني الثاني في الموقع Pعلى الريبوزوم

ياتي ARNtثالث حاملا الحمض الاميني الموافق للرامزة الثالثة على الARNm فيتثبت على الموقع A الشاغر ،حيث يتم تحفيز تشكيل رابطة ببتيدية بين الحمض الثالث والحمضين السابقين

يتحرك الريبوزوم مرة اخرى برامزة واحدة وتتواصل عملية جلب الاحماض وربطها بنفس الطريقة المذكوة سابقا

إن ترتيب الأحماض الأمينية ونوعها وعددها في السلسلة الببتيدية يفرضه تتالى رامزات الـ ARNm

3-مرحلة النهاية:

عندما يصل الريبوزوم الى احدى رامزات التوقف وهي رامزة غير معبرة يتم تحريرالARNm الذي يتعرض لانزيمات تعمل على تخريبه ،بينما تنفصل تحت الوحدتين مما يسمح بتحرير الببتيد المتشكل والذي يتعرض لازالة الحمض الاميني المبتدئ (الميثيونين) بتدخل انزيمات نوعية

يكتسب متعدد البيبتيد المتشكل تلقائيا بنية ثلاثية الأبعاد (بنية فراغية ) من خلال نشوء روابط جانبية للاحماض المشكلة له ليعطي بروتينا وظيفيا .