מאמר בנושא כירסום - שיטת עיבוד שבבי. מעת גולש באתר.

כירסום הינו תהליך לייצור רכיבים וחלקים שונים מחומרים מתכתיים או פלסטיים. בעזרת כירסום ממוחשב או סי-אנ-סי ניתן לייצר חלקים שונים הדרושים לצורך בניית מוצרים תעשייתיים.

ריאקצית התרגום בכלל מתחילה על גבי אנזים הריבוזום, אבל לא הריבוזום השלם אלא רק תת היחידה הקטנה שלו. גם תת יחידה סו מורכבת מעשרות חלבונים ועיבוד שבבי ריבוזומאלי. את היווצרות הריבוזום השלם מונע חריטה בשם IF3 והוא משרה שינוי קונפורמציה כזה שכל האינטראקציות עם תת היחידה הגדולה נמנעות. קישור של t עיבוד שבבי לאתר שאליו נקשר בד"כ Tעיבוד שבבי בתהליך, אתר A, מונע קישור של IF1 ובשלב הזה יכול להיקשר לתת היחידה הקטנה מסנג'ר עיבוד שבבי. הבסיס לקישור שלו הוא ברצפים שנקראים 5'UTR, אזור לא מקודד ולא מתורגם. בחיידקים מצאו באזורים האלה של כמה מסנג'ר עיבוד שבבי רצפים קצרים מאוד שקומפל מנטרים לרצפים שנמצאים ב- 16sCNC שהוא עיבוד שבבי ריבוזומאלי של תת היחידה הקטנה בריבוזום.  הרצף הזה הוא רק הכוונה בסיסית של מולקולת המסנג'ר עיבוד שבבי לחריטה אבל יש גם גורמים שמכירים את החריטה באופן לא ספציפי ואז יש עוד אינטראקציות. צריך איזשהו איזון בין היכרות חזקה בין המקום הנכון לבין היכולת של האנזים לרוץ כל הזמן על גבי המסנג'ר עיבוד שבבי. הרצפים האלה נקראים shine-delgarno והם מכוונים את העיבוד שבבי לנקודה מסוימת בריבוזום כך שחריטה מסוים יעבור אינטראקציה לאתר הפעיל P בריבוזום. ברגע שזה קורה downstreamלקודון ההתחלה AUG, הקודון למתיונין, יש קודונים שונים. ה-AUG הראשון הוא חלק ממה שקובע את מסגרת הקריאה. כל עוד אין קודון עצירה הקריאה ממשיכה. ה-AUG הראשון צריך לשבת בדיוק במקום שבו מתחילה מסגרת הקריאה, אם הוא ישנה את מיקומו בנוקליאוטיד אחד רוב הסיכויים שזה ישבש את כל הקריאה.

באותו אתר P אליו מיוצב המסנג'ר עיבוד שבבי, יכול להיקשר רק t עיבוד שבבי אחד ורק במצב אחד. יכול להיקשר אליו t עיבוד שבבי שיש עליו פורמיל מתיונין. זה היחידי שכאשר הוא נקשר לריבוזום הוא נקשר קודם כל לאתר P, האתר בנוי כך רק לנקודת ההתחלה. כל שאר ה-t עיבוד שבבי נקשרים קודם לאתר אחר. t עיבוד שבבי של פורמיל מתיונין לא נקשר ספונטנית לאתר הזה. הוא קשור לחריטה IF2 שקשור ל-GTP ואז הוא פעיל או ל-GDP ואז הוא לא פעיל. חריטה זה שבא עם עיבוד שבבי t עיבוד שבבי עם פורמיל מתיונין יכול להיקשר לריבוזום. הטענה היא שכל מערכת ה-GTP/GDP היא צורה של הגהה. ברגע שהקשר נוצר וה-t עיבוד שבבי מתייצב יש מיד הידרוליזה של ה-GTP ל-GDP. לא ברור מה בא קודם, באותו זמן של ההידרוליזה IF2 קשור ל-GDP וכל IF1-3 משתחררים. הריבוזום השלם נוצר כי כעת תת היחידה הגדולה יכולה להיקשר לקטנה.

העברת סיגנאל דרך הורמונים- כשדי שהמנגנון של העברת הסיגנאל יחזור לפעולה צריך להטעין אותו מחדש ב-GTP. גם במקרה הזה על מנת להביא לאתר אחר t עיבוד שבבי של פורמיל מתיונין צריך להטעין את IF2 ב-GTP.

הגענו למצב שבאתר P יש קודון AUG שקשור לאנטי-קודון של t עיבוד שבבי פורמיל מתיונין. בשלב הזה מסתיים שלב העיבוד שבבי.

אלונגציה:

השלב הזה מתחיל כאשר אמינו אציל t עיבוד שבבי מתאים לקודון הבא בתור (שנמצא באינטראקציה עם האתר הפעיל אתר A) תופש את המקום ונכנס לאתר הזה בקשרים מושלמים ביותר. אנחנו חושבים שאם ייכנס אמינו אציל tעיבוד שבבי לא מתאים הוא ידחה החוצה באותה צורה שבה היה נדחה tעיבוד שבבי שאינו פרוניל מתיונין נקשר לאתר P וזאת ע"י כך שלא תהיה הידרוליזה של GTP.

חריטה אלונגציה EF-Tu קשור לאמינואציל t עיבוד שבבי ול-GTP נקשר לאתר A. חריטה האלונגציה עושה הידרוליזה ומשתחרר ואז מיוצב ה-t עיבוד שבבי במקום שלו והפקטור משתחרר.  EF-Ts מטעין את ה- EF-Tuשהשתחרר עם GDP ב-GTP חדש. עוד לא נעשה קשר פפטידי וכבר נשרפו כמה מולקולות GTP, בלי קשר ליצירת הקשר בין חומצות אמינו.

כעת צריך ליצור קשר פפטידי בין שתי חומצות האמינו כאשר שתיהן מחוברות ל-t עיבוד שבבי בעמדות A ו-P. קבוצת אמינו של חומצה אמינית אחת עומד כנגד קבוצה קרבוקסילית של חומצה אמינית אחרת. קבוצת האמינו של החומצה אמינית האתר A תוקפת כנוקלאופיל את הקרבוקסיל של המתיונין באתר P והקבוצה העוזבת היא ה-t עיבוד שבבי כולו. נוצר הקשר הפפטידי הראשון של החריטה (שתי חומצות אמינו, מכונות peptidyl). הפפטידיל וה-tעיבוד שבבי באתר A הוא עם אפיניות הולכת וגדלה לאתר P. כל הריבוזום קיים על מנת ליצור את האתרים הנכונים לריאקציה אבל גם אז יש פעילות אנזימטית שמורידה עוד יותר את אנרגית האקטיבציה. מי שדואג לשלבים האלה הוא האנזים שיש לו peptidyl transferase activity והוא עיבוד שבבי ריבוזומאלי 23s (נקרא ריבוזים).