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1. 개요
| |
飜譯 / Translation
전사 과정에서 나온 mRNA 코돈을 인식해 단백질을 합성[1]하는 과정. 전사와 마찬가지로 개시(Initiation), 신장(Elongation), 종결(Termination) 세 단계로 나뉘며 원핵생물과 진핵생물의 기전이 서로 다르다[2]. 번역 과정에는 리보솜과 tRNA가 관여한다.
기본 기전은 다음과 같다.
1.1. 개시
| 1. | 2. |
원핵세포의 경우, mRNA의 리보솜 부착서열(샤인-달가노 서열)을 인식하여 리보솜의 소단위체(30S 소단위체)가 결합하고 개시 tRNA(포르밀 메티오닌과 결합한 tRNA)가 리보솜의 P자리에서 mRNA의 개시코돈에 상보적으로 결합한 후 리보솜의 큰 소단위체(50S 소단위체)가 결합해 개시 복합체를 이룬다.
진핵세포에서는 개시tRNA(메티오닌과 결합한 tRNA)가 이미 결합된 작은 소단위체(40S 소단위체)가 mRNA의 5'캡에 부착한 다음, mRNA를 따라 코작공동서열의 개시코돈에 도달할 때까지 이동하여 만나는 첫번째 AUG개시코돈에 개시 tRNA가 P자리에서 상보적으로 결합한다. 이후 큰 소단위체(60S 소단위체)가 부착되어 번역개시복합체가 완성된다.
원핵, 진핵세포 모두 개시복합체를 형성하기 위한 에너지로 GTP분자의 화학적 에너지를 사용한다.
원핵, 진핵세포 모두 개시복합체를 형성하기 위한 에너지로 GTP분자의 화학적 에너지를 사용한다.
1.2. 신장
[출처]
새로운 tRNA가 리보솜의 A자리에 들어오면 그 tRNA의 3말단에 딸려 있는 아미노산과 P자리에 있던 tRNA의 폴리펩타이드가 펩타이드 결합을 형성한다. 이후 P자리에 있던 tRNA는 E자리로 이동해 방출되고, A자리의 tRNA는 P자리로 이동한다. 이 과정이 반복되며 폴리펩타이드가 신장된다.
1.3. 종결
리보솜이 mRNA의 종결 코돈에 다다르면 종결코돈에는 대응하는 tRNA 대신 방출인자(release factor)라는 단백질이 붙으며[5] 리보솜의 두 단위체가 분리되어 번역이 종결된다.
생물학이 발전됨에 따라, 예전에는 대충 둥그렇게 그리고 말던 생물학적 과정이 실제 분자 구조를 통해 설명된다. 다음 동영상을 보도록 하자.
최초에 노란색으로 밀려들어가는 게 mRNA, 파란색 큰 덩어리가 리보솜, 계속 날아들어오는 빨간딱지 붙은 녹색 삼각형이 tRNA, 위로 밀려나오는 빨간 것이 단백질이다. 참고로 진핵생물의 번역 과정이다. (복잡하니까 저게 실제로 벌어지는 ER하고 각종 힛샥 프로틴 같은 건 생략되었다.)
백문이 불여일견.
2. 기타
- 핵막이 없는 원핵생물은 전사와 번역이 동시에 일어나기도 한다. 또 원핵생물은 하나의 mRNA가 여러 단백질을 암호화하기도 한다.
- 영상 등 매체에서는 표현의 간결화를 이유로 mRNA 하나당 리보솜 하나만 붙는 식으로 묘사되지만, 한 mRNA에 꼭 하나의 리보솜이 붙어 번역하는 것은 아니다. 보통 한 mRNA에 리보솜이 여러개 붙어 번역하는 쪽이 되려 일반적이며, 이를 폴리솜이라 한다. 진핵세포는 폴리솜이 소포체에 붙어있는 경우가 있다.
- 다른 시각으로 보자면 AOT 컴파일과 비슷하다. 전사가 DNA라는 원시 코드로부터 RNA라는 중간 번역물을 생성하고, 그 후 번역 과정을 통해 단백질이라는 실제 결과물을 생성하는 것이기 때문.
3. 관련 문서
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| 기반 | 현상 | 센트럴 도그마(복제 / 전사 / 번역) | |||
| 물질 | 핵산 / 단백질 / 뉴클레이스(효소) | ||||
| 기술 | 중합 효소 연쇄 반응 / DNA 수선(V(D)J 재조합) | ||||
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[1] 혹은 단백질로 번역[2] 원핵생물과 진핵생물은 mRNA의 구성부터가 다르다.[출처] http://study.zum.com/book/15121[출처] 위와 동일[5] 따라서 지정하는 아미노산이 없다.