การแปลรหัส (Translation) คือกระบวนการสร้างโปรตีนหรือพอลีเปบไทด์ (Polypeptide) โดยอ่านรหัสจาก mRNA ที่ได้จากการถอดรหัส(Transcription)
ภาพ 1 : การแสดงออกของยีนคือการสร้างโปรตีนที่เกี่ยวข้องยีนนั้น ผ่านกระบวนการถอดรหัส (Transcription) และการแปลรหัส (Translation)
จากการถอดรหัส (Transcription) ได้เป็น mRNA ที่สามารถใช้ในการสร้างโปรตีนได้เนื่องจากมีรหัสพันธุกรรมของยีนบน DNA นั้น
การแปลรหัส (Translation) เกิดขึ้นไซโตพลาสซึม (Cytoplasm) ภายในเซลล์ โดย mRNA ที่ได้จากการถอดรหัสเคลื่อนที่จากในนิวเคลียส ออกมายังบริเวณไซโตพลาสซึมที่มีไรโบโซม (Ribosome) อยู่
ไรโบโซม (Ribosome) ประกอบด้วย 2 หน่วยย่อย ได้แก่ หน่วยย่อยขนาดใหญ่ (50S) และหน่วยย่อยขนาดเล็ก (30S) ปกติแล้วหน่อยย่อยทั้งสองนี้อยู่แยกกันในไซโตพลาสซึม แต่จะประกบกันเมื่อ mRNA มายังบริเวณนี้เพื่อแปลรหัส
การแปลรหัส (Translation) มี 4 ขั้นตอน ได้แก่
- การเริ่มต้น (Initiation) – เริ่มจากไรโบโซมหน่วยเล็กจับกับปลาย 5’ ของ mRNA และ tRNA ตัวเริ่มต้น (initiator tRNA) ที่มีกรดอะมิโน คือ เมไทโอนีน (Methionine) เข้ามาจับกับ mRNA ตำแหน่งที่มีรหัสเริ่มต้น (Start codon) คือ AUG
ไรโบโซมหน่วยเล็กมีตำแหน่งที่ใช้จับ 3 ตำแหน่ง ได้แก่ ตำแหน่ง A (Amino acid site), ตำแหน่ง P (Polypeptide site), และ ตำแหน่ง E (Exit site) ซึ่ง tRNA จะนำกรดอะมิโนตัวเริ่มต้นหรือเมไทโอนีนมาจับกับตำแหน่งรหัสเริ่มต้น (AUG) บน mRNA ที่ตำแหน่ง P ของไรโบโซมเสมอเพื่อเริ่มการสังเคราะห์สายพอลีเปบไทด์
2.การต่อสาย (Elongation)
(A) ในขั้นตอนการเริ่มต้นนั้น tRNA ตัวเริ่มต้นจับกับ mRNA ที่ตำแหน่ง P ของไรโบโซม ในขณะเดียวกับที่ตำแหน่ง A ของไรโบโซมเตรียมพร้อมรับ tRNA ตัวต่อไป
(B) หลังจาก tRNA ที่นำกรดอะมิโนตัวต่อไปที่เป็นเบสคู่สมกับ mRNA มาจับกับไรโบโซมที่ตำแหน่ง A แล้ว จะมีการสร้างพันธะเปบไทด์ (Peptide bond) ระหว่างกรดอะมิโนทั้งสอง
(C) จากนั้น ไรโบโซมจะเคลื่อนที่ไปยังรหัสต่อไปบน mRNA ทำให้ tRNA ที่เดิมตรงกับตำแหน่ง A เปลี่ยนมาตรงกับตำแหน่ง P แทน และตำแหน่ง A เตรียมตัวรับ tRNA ตัวต่อไป เป็นเช่นนี้ไปเรื่อยๆ จนได้เป็นสายพอลีเปบไทด์ที่ประกอบด้วยกรดอะมิโนที่เชื่อมกันด้วยพันธะเปบไทด์
3. การย้ายตำแหน่ง (Translocation) – คือ การย้ายตำแหน่งของไรโบโซมระหว่างกระบวนการต่อสาย(Elongation) โดยตำแหน่ง P จะย้ายมายังรหัสที่เดิมตรงกับตำแหน่ง A เพื่อให้รหัสใหม่ที่ตรงกับตำแหน่ง A เตรียมพร้อมรับ tRNA ตัวใหม่ได้
4. การสิ้นสุด (Termination) – เป็นการสิ้นสุดของการสร้างสายพอลีเปบไทด์(Polypeptide) เกิดขึ้นเมื่อตำแหน่ง A ของไรโบโซมเคลื่อนที่มาตรงกับรหัสพันธุกรรมที่เป็นรหัสหยุด (Stop codon) ได้แก่ UAA, UAG และ UGA บน mRNA ซึ่งที่รหัสหยุดนี้จะไม่มี tRNA เข้ามา แต่มี release factor เข้ามาที่ตำแหน่ง P แทน โดย release factor จะเหนี่ยวนำให้มีการเติมโมเลกุลน้ำเข้าไปในกรดอะมิโนตัวสุดท้ายของสาย ทำให้สายพอลีเปบไทด์หลุดออกจาก tRNA ได้เป็นโปรตีนนั่นเอง
เมื่อสิ้นสุดกระบวนการ ปลาย 5’ ของ mRNA จะกลายเป็นปลาย N ของสายพอลีเปบไทด์ และการแปลรหัสจะเริ่มสร้างสายพอลีเปบไทด์จากปลาย N ไปยังปลาย C
*รู้หรือไม่?
ยาปฏิชีวนะหรือยาฆ่าเชื้อบางชนิดออกฤทธิ์โดยยับยั้งการแปลรหัส (Translation) ของเชื้อแบคทีเรีย เช่น streptomycin, erythromycin, chloramphenicol และ tetracycline เนื่องจากไรโบโซมของเชื้อแบคทีเรียซึ่งเป็นเซลล์โปรคาริโอต (Prokaryote) มีโครงสร้างต่างจากเซลล์ของพวกยูคาริโอต (Eukaryote) ซึ่งเป็นเซลล์ของมนุษย์และสัตว์ ทำให้ยาปฏิชีวนะออกฤทธิ์จำเพาะเฉพาะกับเซลล์ของเชื้อแบคทีเรียโดยไม่ทำลายเซลล์ของมนุษย์
