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 Sintesi Proteica: quante molecole di GTP occorrono?
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Gr÷n
Utente Junior



220 Messaggi

Inserito il - 06 ottobre 2012 : 11:35:55  Mostra Profilo  Visita l'Homepage di Gr÷n Invia a Gr÷n un Messaggio Privato  Rispondi Quotando
Salve cari,

stavo completando lo studio della sintesi proteica ed avevo cercato degli esercizi che richiedessero il calcolo delle molecole energetiche richieste per mandare avanti il processo di traduzione del codice genetico in proteine.

Ad esempio, provo con questo:

Citazione:
Calculate how many ATPs/GTPs are required to synthesize a protein 100 amino acids long. Please explain how you arrived at your count and be sure to include these stages:
1) Attaching amino acids to tRNAs
2) Initiation, elongation, and termination of translation


Mi rendo conto che sia lunghetto :D ma vi illustro la mia risoluzione, cosý non dovrebbe risultare nÚ troppo dispersivo nÚ noioso.

_

Calcoliamo il numero di molecole di ATP e GTP richieste in un processo complessivo di sintesi proteica, a partire dal 'caricamento' dei tRNA.

1) Il caricamento Ŕ mediato dalle amminoacil tRNA-sintetasi: per ogni caricamento (salvo errori e relativo proofreading) Ŕ richiesta UNA molecola di ATP - o pi¨ precisamente, la rottura idrolitica di un solo legame fosfoanidridico.

In realtÓ, la reazione Ŕ mandata avanti (ed 'irreversibilizzata') anche dalla rottura di un secondo legame fosfoanidridico, quello del Pirofosfato liberatosi dall'ATP (conseguita con l'ausilio della pirofosfatasi inorganica).. Quindi i legami fosfoanidridici che si rompono nel corso dell'attivazione amminoacidica son in totale DUE.

..Ma essendo comunque il PPi derivato dalla stessa molecola di ATP, credo che nel computo complessivo delle molecole di ATP.. se ne debba contare solo UNA per ogni amminoacido.

Quindi, per un polipeptide di 100 amminoacidi, son state usate 100 molec. di ATP.

In tutto, quindi, abbiamo ottenuto 100 amminoacil-tRNA, ciascuno con un legame estereo ad alta energia, la cui rottura nel corso della traduzione permetterÓ di affrontare la reazione di formazione del legame peptidico (altrimenti termodinamicamente sfavorita, con DeltaG = +10 kj/mol circa).

_

2) Il macchinario della traduzione si serve di GTP.

Sul Lehninger non vien fatta menzione di molecole extra di ATP nel corso della traduzione, quindi non ne terr˛ conto. Alcuni parlano di ATP supplementare nel corso della sintesi proteica, ma io non ne so nulla, quindi mi focalizzer˛ solo sul GTP.

Da quel che ho capito:

- la subunitÓ piccola si avvicina all'mRNA, ma Ŕ "bloccata" da IF1 ed IF3, per cui non pu˛ legare la subunitÓ ribosomiale grande. Un GTP, legato al fattore d'inizio IF2, viene idrolizzato quando il tRNAmet si aggancia al codone corrispondente, AUG, presso il SITO P della subunitÓ piccola del ribosoma. A seguito di ci˛, i fattori di inizio IF1, IF2, IF3 vengono sganciati e quindi la subunitÓ grande del ribosoma pu˛ legarsi alla piccola. E la cosiddetta "fase d'inizio" si completa.

- siam giunti alla fase di elongazione: un altro GTP, trasportato da uno dei fattori di elongazione EF, vien consumato quando arriva un altro amminoacil-tRNA. In un certo senso, Ŕ come se ogni amminoacil-tRna, per "attivarsi", necessiti di un'idrolisi di GTP.

- si verifica la reazione della peptidil transferasi (mediata dalla stessa subunitÓ grande del ribosoma, che Ŕ quindi un "ribozima") la quale, attenzione, NON richiede ATP/GTP perchÚ l'energia necessaria proviene dalla rottura del legame estereo tra tRNA ed amminoacido che formano l'amminoacil tRNA.

- il ribosoma completo "scorre", in direzione 5'->3' rispetto all'mRNA. Per questo movimento di 'scorrimento', Ŕ richiesta l'idrolisi di una molecola di GTP, anche questa legata opportunamente ad un fattore di elongazione, differente dal precedente.

- alla fine della trascrizione, i fattori di rilascio RF NON necessitano di GTP. Quindi, conto i GTP spesi fino all'ultimo amminoacido, ma NON ce ne sono altri implicati del distacco del c-terminale del polipeptide dall'ultimo tRNA.

Complessivamente:

>> 1 GTP per il primo tRNAmet (giÓ legato alla subunitÓ P)
>> 1 per "attivare" il successivo amminoacil-tRNA che si andrÓ a legare al sito A; 1 altro GTP per lo shift del ribosoma. Per ogni successivo amminoacido, saranno sempre ripetuti questi step, quindi 2 GTP per amminoacido.

1 + (99*2) = 199 GTP

_

Totale:

100 ATPs
199 GTPs

Vi trovate?

Se possibile, lasciatemi un parere.. grazie!

prossima biologa
Utente Attivo

0625_da_la_fra



1437 Messaggi

Inserito il - 23 ottobre 2012 : 16:49:04  Mostra Profilo  Visita l'Homepage di prossima biologa Invia a prossima biologa un Messaggio Privato  Rispondi Quotando
si a primo sguardo mi trovo....

leggo qualche appunto di biochimica che al momento non ho tra le mani e se caso di smentire, smentir˛!

Aiuto in biochimica?guarda qui
Info sul lavoro di biologo?guarda qui
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Geeko
Utente

Ctenophor1.0

CittÓ: Milano


1043 Messaggi

Inserito il - 22 maggio 2013 : 23:01:34  Mostra Profilo  Visita l'Homepage di Geeko Invia a Geeko un Messaggio Privato  Rispondi Quotando
Aggiorno il topic per una precisazione:
Citazione:
- alla fine della trascrizione, i fattori di rilascio RF NON necessitano di GTP. Quindi, conto i GTP spesi fino all'ultimo amminoacido, ma NON ce ne sono altri implicati del distacco del c-terminale del polipeptide dall'ultimo tRNA.


In realtÓ sia lo step di terminazione (liberazione della catena polipeptidica) che il disassemblaggio del ribosoma prevedono idrolisi di GTP: rispettivamente una per il rilascio del fattore RF3 e una per il distacco delle subunitÓ ribosomali e del trascritto da parte del fattore EF-G insieme a RRF (ribosome recycling factor).



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