Translatie

Overzicht

Translatie is het proces waarbij eiwitten worden gesynthetiseerd uit de genetische informatie die door messenger-RNA (mRNA) wordt gedragen. Het vormt de laatste stap in de expressie van genen. Dit proces wordt uitgevoerd door ribosomen, eiwitcomplexen en gespecialiseerde RNA-moleculen. Ribosomen, transfer-RNA (tRNA) en andere eiwitten zijn betrokken bij de productie van de keten van aminozuren – de polypeptide.

translatie produceert de bouwstenen van het leven

Eiwitten worden de 'bouwstenen' van het leven genoemd omdat ze de overgrote meerderheid van alle organismen vormen – van spiervezels tot haren op je hoofd tot componenten van je immuunsysteem. De blauwdruk voor elk van die eiwitten wordt gecodeerd door de genen die in het DNA van elke cel worden gevonden. Het centrale dogma in de biologie dicteert dat genetische informatie wordt omgezet in functionele eiwitten door transcriptie en translatie.

Translatie vindt plaats buiten de kern

Eukaryoten hebben een membraangebonden kern waarin mRNA uit DNA wordt getranscribeerd. mRNA wordt na de transcriptie uit de kern getransporteerd om te worden vertaald in een keten van aminozuren – een polypeptide – en uiteindelijk een functioneel eiwit. Dit kan plaatsvinden in het cytoplasma of in het ruwe endoplasmatisch reticulum, waar de polypeptiden verder worden gemodificeerd. Prokaryoten bezitten geen nucleair compartiment, dus de translatie in prokaryoten vindt plaats in het cytoplasma, waar het mRNA soms ook tegelijkertijd wordt getranscribeerd.

De volgorde van codons in mRNA bepaalt de polypeptidesequentie

Elk codon in het mRNA komt overeen met een van de 20 aminozuren, en het mRNA bezit ook een stopcodon dat niet codeert voor een aminozuur. Een ander RNA-molecuul, transfer RNA (tRNA), is verantwoordelijk voor het leveren van het juiste aminozuur, gebaseerd op de codonsequentie, aan de ribosomen tijdens translatie. Aan het ene uiteinde van het tRNA-molecuul worden specifieke aminozuren aan de aanhechtingsplaats gevonden door ezymen genaamd aminoacyl-tRNA-synthetasen. Tegelijkertijd zorgt de anticodon-sequentie aan het andere uiteinde van het tRNA ervoor dat het juiste aminozuur aan het ribosoom wordt afgegeven. Sommige tRNA-moleculen zijn in staat om aan meer dan één codonsequentie te binden, waardoor coderende veelzijdigheid ontstaat die bekend staat als het wobble-effect. Dit komt doordat tRNA-moleculen een lagere bindingsspecificiteit hebben voor de derde nucleotide in de mRNA-codonsequentie in vergelijking met de eerste twee nucleotiden.

Sommige erfelijke ziekten komen voort uit translatiefouten

Translatie is een complex proces dat afhankelijk is van een breed scala aan cellulaire componenten. Mutaties die dit proces beïnvloeden kunnen ziekten veroorzaken. De ijzerstapelingsziekte hyperferritinemie, ook bekend als cataractsyndroom, is bijvoorbeeld het gevolg van mutaties in het onvertaalde 5'-gebied van het mRNA, een gebied dat belangrijk is voor het oproepen van initiatie-eiwitten voor translatie. Deze mutaties veroorzaken abnormaal hoge translatiesnelheden van het ijzerproteïne ferritine, waardoor het zich ophoopt in het bloed en de weefsels van patiënten. Hierdoor worden de lenzen van de ogen troebel. Andere ziekten kunnen gekoppeld zijn aan mutaties in de genen die coderen voor tRNA's en de ribosomale subeenheden. De beenmergziekte Diamond-Blackfan-anemie komt bijvoorbeeld voort uit mutaties in het RPS19-gen, een onderdeel van de kleine ribosomale subeenheid.