Translation: mRNA -> โปรตีน#
รูปที่ 10 Translation โดยใช้ไรโบโซม
Transfer RNA (tRNA) นำกรดอะมิโนมาเพื่อสร้างสาย polypeptide ที่เกิดขึ้นบนไรโบโซม โดย tRNA แต่ละโมเลกุลมีหน้าที่นำกรดอะมิโนเฉพาะตัวของมันเพราะส่วนของ anticodon ที่อยู่บน tRNA จะต้อง complement กับส่วนของ codon ที่อยู่บนสาย mRNA
รูปที่ 11 โครงสร้างของ tRNA
Translation จำเป็นต้องใช้ความจำเพาะของสองอย่างคือ ความจำเพาะระหว่าง tRNA และกรดอะมิโน และระหว่าง anticodon ของ tRNA กับ codon ของ mRNA
รูปที่ 12 เอนไซม์ aminoacyl-tRNA synthetases ทำหน้าที่เชื่อมกรดอะมิโนกับ tRNA
หน่วยย่อยของไรโบโซม (เล็กและใหญ่) ประกอบด้วยโปรตีนและ ribosomal RNA (rRNA) ไรโบโซมมีสามบริเวณที่ใช้จับกับ tRNA
P จับ tRNA ที่มีสาย polypeptide ที่กำลังต่อ
A จับ tRNA ที่มีกรดอะมิโน (amino acid) ที่จะเข้ามาต่อเป็นลำดับถัดไป
E ทางออก (exit) ของ tRNA ที่ใช้แล้ว
รูปที่ 13 บริเวณที่ทำหน้าที่ของไรโบโซม
Translation มีสามขั้นตอน คือ initiation เริ่ม, elongation ต่อ และ termination หยุด ทั้งสามขั้นตอนจำเป็นต้องใช้โปรตีนเพื่อช่วยในกระบวนการ รวมถึงต้องใช้พลังงานด้วย
AUG เป็นโคดอนที่เริ่มกระบวนการ translation
หน่วยย่อยเล็ก (small subunit) ของไรโบโซมเข้าจับกับ mRNA และ tRNA
หน่วยย่อยเล็กของไรโบโซมเคลื่อนที่ไปบน mRNA จนถึง start codon
โปรตีนที่เป็น initiation factor นำหน่วยย่อยใหญ่ (large subunit) ของไรโบโซมเข้ามา ทำให้ translation initiation complex สมบูรณ์
รูปที่ 14 การเริ่มกระบวนการ translation
ในระหว่างช่วง elongation กรดอะมิโนจะถูกเพิ่มเข้าไปครั้งละหนึ่งโมเลกุลที่ปลาย C-terminus ของสาย polypeptide โปรตีนที่เรียกว่า elongation factors มีส่วนช่วยในการเพิ่มโมเลกุลกรดอะมิโนเข้าไปในสาย ช่วง elongation นี้แบ่งได้เป็นสามระยะย่อย ได้แก่การจดจำของโคดอน การเกิดพันธะเปปไทด์ และการเคลื่อนย้ายของกรดอะมิโน มีการใช้พลังงานในระยะย่อยที่หนึ่งและสาม กระบวนการแปลรหัส translation นี้ดำเนินไปจาก 5’ ไป 3’ ของสาย mRNA
รูปที่ 15 Elongation
เมื่อถึง Stop codon ที่บริเวณ A ของไรโบโซม โปรตีนที่เรียกว่า release factor จะเข้ามา โปรตีนนี้นำน้ำเข้ามาต่อกับสาย polypeptide ทำให้สาย polypeptide หลุดออก รวมถึงส่วนประกอบทั้งหมด
รูปที่ 16 Termination
โปรตีนที่ได้จากกระบวนการ translation นี้มักจะยังทำงานไม่ได้ โดยสาย polypeptide นี้จะต้องถูกตกแต่งก่อนหรือถูกส่งไปยังบริเวณจำเพาะต่าง ๆ ภายในเซลล์ สาย polypeptide จะเริ่มพับและบิดทำให้เกิดรูปร่างต่าง ๆ เช่นโครงร่างทุติยภูมิและตติยภูมิ โครงสร้างเหล่านี้ถูกกำหนดโดยยีน กระบวนการที่เรียกว่า post-translational modifications มีความสำคัญก่อนที่โปรตีนจะสามารถทำงานได้ สาย mRNA สายหนึ่งสามารถมีไรโบโซมหลายอันมาแปลรหัสพร้อม ๆ กันได้ เรียกว่า polyribosome หรือ polysome การมี polyribosome ทำให้เซลล์ได้ polypeptide ได้จำนวนมากในเวลาสั้น
รูปที่ 17 polyribosome หรือที่เรียกว่า polysome
เซลล์แบคทีเรียสามารถเกิด transcription และ translation ไปพร้อม ๆ กันได้ โปรตีนที่ได้จึงสามารถไปทำหน้าที่ของมันได้รวดเร็ว ใน eukaryotes มีเยื่อหุ้มนิวเคลียสที่แบ่งกระบวนการทั้งสองออกจากกัน และ RNA ที่ได้ยังต้องผ่านกระบวนการต่าง ๆ จึงออกจากนิวเคลียสไปสู่ไซโทพลาซึมเพื่อเกิด translation
รูปที่ 18 Transcription และ translation ในแบคทีเรีย
รูปที่ 19 สรุปกระบวนการ transcription และ translation ใน eukaryotes