Amino asidlerin sentezinde kulla­nılmasında aşama, bunların aktivasyonunu gereksindirir. Bunu, amino ve arasındaki bir reaksiyon husule getirir. reaksiyon, bir amino asid aktîve edici enzim (E)’e (Aminoaçil- sentetaza) ihtiyaç gös­terir. Bundan bir adenozinmonofosfat () -amino asid birleşiği (aminoaçil--enzim kompleksi) ile birlikte bir aktive olmuş enzim kompleksi doğar. Bu birleşikte 5-fosfat grupu, amino asid’in karboksil grup’ una karışık () bir anhidrid olarak bağla­nır ve pirofosfat ayrılıp uzaklaşır.

Söz konusu zincirinin içine inkorpore olunacak doğal olarak meydana gelen amino asidlerin herbirisi için spesifik aktive edici enzimlere gerek vardır. Tanımlanacak olan, ilk defa ileri derecede saflaştırılmış amino asid aktive edici enzim, öküz pankre­asından elde olunan bir triptofan aktive edici enzimdi (Davie, 1956). Domuz pankreasından elde olunan bir tirozin-aktive edici enzim de tespit olunmuştur (Schvveet, 1958). Arjinine aid bir amino asid aktive edici enzim olan arjinil-RNA sentetaz fare karaciğerinden hazırlanmış (Ailende ve Ailende 1964) ve treonin’i aktive edici enzim olan treonil-ri-bonükleik asid sentetaz enzim kompleksinin özellikleri Ailende ve arkadaşları tarafından incelenmiştir (1966).

Protein sentezinde ikinci aşama da amino-açil-solubl (veya transfer) ribonükleik asid sentetaz’lar denen spesifik enzimler tarafın­dan katalizi gereksindirir. Bu aşama sırasın­da aktive olunmuş amino asid molekülleri nispeten küçük molekül ağırlıklı ribonükleik asid’lere transfer olunurlar. Sitoplazmik sıvı içinde serbest olarak meydana gelen’ bu nispeten kısa zincirli RNÂ moleküllerine çözünebilir (soluble) RNA () veya, kendilerinin görevleri nedeni, ile, transfer (tRNA) delebilir. Her bir amino aside aid spesifik bir tRNA molekülü vardır; bunu, tRNA molekülü içinde, taşınacak olan ami­no asid’e aid kodon’a bağlanan bir üçüz an tikodon’nun varlığı sağlar. Bu, alanin tRNA ve tirozin tRNA,nın yapılarının şekillerle gösterildiği Bahis : 4,de anlatılmıştır. Aktive olunmuş amino asid’in spesifik bir tRNA molekülünü transferin’den sonra, amino asid aktive edici enzim ve AMP, Şekil 5-2’de gös­terildiği gibi serbest hale gelirler.

Protein sentezinde üçüncü aşama, daha önce tanımlanmış olan ribozoma aid RNA kalıbı olan haberci ribonükleik asid (mRNA)’! ilgilendirir. tRNA kompleksi (amino-açil-tRNA)’nin, üçüz nükleotid şifresine göre, mRNA üzerinde bulunan amino asid’e aid bir kodonla birleştiği yer burasıdır. Bu ko-don, amino asid-taşıyan tRNA molekülü üzerinde bulunan antikodon’u «tanır». So­nuç, amino asidlerin mRNA kalıbının emret­tiği özel bir dizi halinde bir sıralanışından ibarettir.

Bir proteinin primer yapısını teşkil etmek üzere amino asidlerin sıralanışlarının husule gelmesinde rol oynayabilen”başlıca aşamalar, şematik olarak Şekil yukarıda gösterilmiştir (Watson, 1963). Söz konusu polipeptid zin­ciri E. Co/fde olduğu gibi N-formilmetio-nil-tRNA’yı bağliyan (aşağıya bak.) bir zin­cir başlatıcı kodon’dan veya hayvanlarda olduğu gibi bir amino asid taşımayan bir tip tRNA’yı bağlayan özel bir zincir başlatıcı kodondan gelen işaretle başlar. Ondan sonra zincir, N-terminal amino asid ile başlayan bireysel amino asidlerin biribiri arkasından eklenmesi ile uzar. Büyüyen zincirin öteki ucu bir tRNA-amino asid molekülüne yapışır. Bunun amino asid taşıyan ucu bir adenozin kısmıdır. Protein sentezi sırasında, tRNA, spesifik olarak ribozomlara bağlanır, fakat her bir ribozom sadece bir tRNA molekül’ü sağlar, Söz konusu ribozomun kendisi, çeşitli kon-santrasyonlardaki iki değerli katyonlar (mutad olarak Mg+ + kullanılır) aracılığı ile biribirinden ayrılabilir altünitelerden (su-bünitelerderi) oluşmuştur. Ribozoma aid alt-üniteler kendilerinin sedimantasyon sabite­lerine göre sınıflandırılırlar; örneğin E. Coli’ de ribozom’lar 30 S ve 50 S altüniteleri’ne ayrılabilirler. Bir 30 S alt ünitesinin bir 50S alt ünitesi ile yaptığı aggregat, protein sen­tezinde aktif olan 70 S ribozomunu teşkil eder tRNA molekülünü yaklaşık olarak 30 nûkleotid’lik bir mesafe boyunca bağlayan, 70 S ribozom’unun bu 30 S alt-ünitesidir, ve büyümekte olan polipeptid zincirinin ken disine’bir molekül tRNA aracılığı ile bağlan dığı kısım ise 50 S alt-ünitesidir.

,H 2N-AA ı diye adlandırılan N-terminal a mino asid, E. Co/i”de zincir başlatıcı olarak hareket eden N-formilmefionin; hayvan hüc releri içinde, herhangi bir başka zincir baş latıcı (belkide valin veya başka özel tRNA başlatıcı) olacaktır. tRNA’a bağlanmış bulunan C-terminal AA4. söz konusu ribo zom’un 50 S alt-ünitesi ile birleşmiş ve AAS diye adlandırılan yeni gelen amino asid 30 S alt ünitesine bağlanmış olacaktır.

Belli bir aralıkta, fonksiyon yapan herbir ribozom, sadece bir tane büyümekte olan po lipeptid zinciri taşır. Bu zincir büyüdükçe amino terminal uç, yukarıda kaydolunduğu gibi tRNA molekülünün birleştiği yerde bulunan yeni amino asid’lerin

eklendiği nok­tadan uzağa göçer. Bu tRNA molekülünün kendisi, söz konusu ribozom’un 30 S alt-üni-tesine bağlanmıştır. Ribozom üzerinde pep-tid bağı teşekkülünün meydana gelebildiği sa­dece bir özel yer bulunduğu bilinmektedir. Bu nedenle ribozomlann.tRNA kalıbı boyun­ca, bu kalıp üzerinde bulunan bir sonraki şif­reli

trinükleotid yerini ribozom üzerinde, büyümekte olan peptid zincirine eklenecek bir sonraki amino asidin tRNA kompleksini kabul edebilecek pozisyona getirecek şekilde göçtükleri kabul olunur. Bu tarzda tek bir mRNA molekülü bir kaç ribozoma hizmet edebilir (her bir mRNA molekülüne aid 6-8’e varacak kadar çok 70 S ribozom’u polizomlar veya ergozom’lar denen yapıları teşkil eder­ler). Bundan, ribozom’Iarın daha önceden üzerinden geçmiş bulundukları RNA kalıbı­nın uzunluğuna uyarak polipeptid zincirlerinin, biribirini izleyen ribozora’ların bir son­rakinde, ondan önceki ribozomdan gittikçe daha uzun olmaları gerektiği de anlaşılacak­tır.

Haberci RNA molekülleri sonsuz şekilde fonksiyon yapmazlar. Bakterilerden ibaret bir sistemde, yeni mRNA’nın sentezi, akti-nomisin D (daktinomisin) denen antibiyotik’in eklenmesi ile bloke olunabilir. Bu deneysel yaklaşımı kullanarak Levinthal (1962) bak­terilere aid (bakteriyel) RNA kalıbının, or­talama olarak sadece 10-20 defa fonksiyon yaptığını tespit etti. Fare karaciğerinden izo­le olunan ribozom’lar da daha önceden sağ­lam hayvana aktinomisin D enjekte olunma­sından etkilenmişlerdi. Bu ribozom’ların, mRNA’nın degradasyonu ve aktinomisin D tarafından yeni mRNA sentezinin önlenmesi yüzünden, alt-ünitelere parçalandıkları tespit olunmuştu (Staehelin ve arkadaşları, 1963). RNA kalıbının teşekkülü aslında nükle-üs’e aid DNA tarafından sağlanan bilgiye bağımlı olduğundan, DNA’nm değişikliğe uğraması veya yok olması, protein sentezinin durmasına yol açar, çünki yıkılan RNA ka­lıplarının yerini alacak yeni RNA kalıpları teşkil etme olanağı yoktur. Bu soruna bir kaç deneysel yaklaşım sayesinde, gerçekten, ribo-zoma aid (ribozomal) kalıpların, aynı zaman­da görev gören DNA bulunmaksızın, çok sınırlı bir period dışında, görev görmedikleri sonucuna varılmıştır.

Birçok   antibiyotikler,   protein   senteziniçeşitli aşamalarda bozarlar. Mitomisin, DNAlifleri arasında çift değerli olarak bağlanmış apra :-bağlantı ar husule getirir; böylece, liflerin, hücre bölünmesinin gidişinde, DNA’nm kopya olunması için gerekli olan, birbirlerin­den ayrılmalarını önler. Bunun bir sonucu ola-Tak hücrelerin bölünmesi önlenir, fakat haberci RNA teşekkülü ve protein sentezinin daha son­raki safhaları hâlâ_husule gelebilir. Daha önce kayd olunduğu gibi aktinomisin D (daktinomi­sin, kosmojen) haberci RNA teşekkülünü önler. Kendisi  bazı   malin  tümörlerin  büyümesini kontrol altına almak amacı ile kullanılmıştır. Aktinomisin D, deneysel olarak, protein te-sekkülündeki değişikliklerin mRNA teşekkü­lü oranındaki değişikliklere bağlı oluş derece­sini tayin etmekte de değerlidir, çünkü ak­tinomisin daha fazla mRNA teşekkülünü ön­ler; fakat varolan mRNA kullanılarak pep-tid’lerin üretilmesi üzerinde bu  antibiyotikin pek az etkisi vardır. Tetrasiklin, streptomisin ve kloramfenikol, ribozomlara aid aktiviteyi inhibe   eden   antibiyotiklerin    örnekleridir­ler.   Tetrasiklin,   aminoaçil   tRNA’ın   ribo-zom’un 30 S alt-ünitesi üzerindeki başlatıcı (initiator) yer ile birleşmesini önlemek sureti, ile, aminoaçil tRNA’nm mRNA’ya bağlan­masını inhibe eder. Streptomisin ribozomla-rın 50 S alt-ünitelerine bağlanarak protein­lerin sentez oranında bir azalmaya ve ayni zamanda mRNA kodonlarının yanlış okun­masına bağlı olarak hatall proteinlerin husule gelmesine neden olur.   Kloramfenikol, bak­terilere aid ribozomların üzerinde bulunan yerler için bir haberci RNA ile yarışa girebilir. Neomisin B, aminoaçil tRNA’nın*mRNA-ri-bozom kompleksleri   üzerine   bağlanmasını bozar.

Puromisin, tRNA  üzerinde amino asid-leri  bağlayan  yerlere  benzeyen bir  birleşiktir. Bu antibiyotik, içinde, kendisine büyümekte olan bir peptid zincirinin bağ­lanabileceği serbest bir amonyum gru pu ba taşır. Bununla beraber bu kompleks, kendisini ribozom’a bağlamak için gerekli olan diğer enzimlerle birleşmiş hale gelemedi­ği için, gelişmekte olan peptid zinciri ribo zomdan ayrılır ve böylece bu zincirin daha fazla büyümesi önlenir. Puromisin, prote inlerin sentezinin bu fazının sadece son saf halarında peptid sentezini önlemek üzere ey leme geçtiği için, kendisi belli bir fizyolojik değişikliğin yeni proteinin teşekkülüne ba ğımlı olup olmadığını denemek hususunda deneysel bakımdan faydalı bir birleşiktir. Örneğin, eğer gözlenen bir değişiklik puromi sin’in eklenmesinden ileri gelir, fakat akti nomisin’in eklenmesinden ileri gelmezse, bu değişikliğin, önceden-var olan mRNA’dan protein teşekkülü oranı üzerindeki bir etkiye bağlı olduğu ve yeni mRNA teşekkülü oranı üzerindeki bir etkiye bağlı bulunmadığı ka bul olunur. Puromisin, deneysel olarak, en zim aktivitesindeki bir artış gibi bir olayın protein sentezine bağımlı oluş derecesini de nemek amacı ile kullanılmıştır. Bu tekst için de başka yerde enzim husule getirme olayına değinliecektir. Bu terim, bir subtratın, o sub strat’a spesifik enzimin aktivitesinde adap tasyona bağlı bir artış husule getirme yete neğim gösterir. Hayvan dokularında buna bir örnek, triptofan tarafından triptofan pirolaz aktivitesinin husule getirilişidir. Bu, yetişkin hayvanda olduğu kadar yeni doğmuş hayvanda da gösterilebilir. Puromisin, yeni doğmuşta bu enzimde gelişmeye bağlı (deve-lopmental) normal artışı tamamen engeller (bloke eder) ve yetişkinde bunun dışında gözlenen adaptasyona bağlı artışın yaklaşık olarak %70’ini inhibe eder. Bu nedenle’ ye­ni doğmuşta pirolaz aktivitesinde meydana gelen artışın tamamen yeni proteinin teşek­külüne bağıl olduğu, halbuki yetişkinde göz­lenen artışın kısmen yeni proteinin sentezine ve kısmen daha önceden varolan bir protein ön-maddesinin (prekursor) aktivasyonuna bağlanabilir nitelikte olduğu sonucuna varıl­mıştır .