Bacterial translation
بیکٹیریل ترجمہ وہ عمل ہے جس کے ذریعے میسنجر آر این اے کو بیکٹیریا میں پروٹین میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ بیکٹیریا میں ترجمہ کے آغاز میں ترجمہ کے نظام کے اجزاء کی اسمبلی شامل ہوتی ہے، جو یہ ہیں: دو رائبوسومل ذیلی اکائیاں (50S اور 30S ذیلی اکائیاں) ؛ ترجمہ کرنے کے لیے پختہ mRNA ؛ N-فارمیل میتھیونائن (نوزائیدہ پیپٹائڈ میں پہلا امینو ایسڈ) کے ساتھ چارج شدہ tRNA ؛ توانائی کے ذریعہ کے طور پر گوانوسین ٹرائی فاسفیٹ (GTP)، اور تین پروکیریوٹک ابتدائی عوامل IF1، IF2، اور IF3، جو ابتدائی کمپلیکس کی اسمبلی میں مدد کرتے ہیں۔ میکانزم میں تغیرات کی توقع کی جا سکتی ہے۔ رائبوسوم کی تین فعال سائٹیں ہیں: اے سائٹ، پی سائٹ، اور ای سائٹ۔ اے سائٹ امینو ایسیل ٹی آر این اے کے داخلے کا نقطہ ہے (سوائے پہلے امینو ایسیل ٹی آر این اے کے، جو پی سائٹ پر داخل ہوتا ہے)۔ پی سائٹ وہ جگہ ہے جہاں رائبوسوم میں پیپٹائڈائل ٹی آر این اے بنتا ہے۔ اور ای سائٹ جو اب غیر چارج شدہ ٹی آر این اے کی باہر نکلنے کی جگہ ہے اس کے بعد اس کا امینو ایسڈ بڑھتی ہوئی پیپٹائڈ چین کو دیتا ہے۔ ابتدائی سائٹ (عام طور پر ایک اے یو جی کوڈن) کا انتخاب 30S ذیلی یونٹ اور ایم آر این اے ٹیمپلیٹ کے درمیان تعامل پر منحصر ہوتا ہے۔ 30S ذیلی یونٹ اے یو جی انیشی ایشن کوڈن کے اوپری حصے میں پیورین سے بھرپور علاقے (شائن-ڈالگارنو ترتیب) میں ایم آر این اے ٹیمپلیٹ سے جڑا ہوا ہے۔ شائن-ڈالگارنو ترتیب 30S ذیلی اکائی کے 16S rRNA جزو پر ایک پیریمیڈائن سے بھرپور خطے کی تکمیل ہے۔ اس ترتیب کو ارتقاء کے لحاظ سے محفوظ کیا گیا ہے اور یہ مائکروبیل دنیا میں ایک اہم کردار ادا کرتا ہے جسے ہم آج جانتے ہیں۔ ابتدائی کمپلیکس کی تشکیل کے دوران، یہ تکمیلی نیوکلیوٹائڈ کے سلسلے ایک ڈبل اسٹرینڈڈ آر این اے ڈھانچہ بنانے کے لیے جوڑتے ہیں جو ایم آر این اے کو رائبوسوم سے اس طرح باندھتا ہے کہ ابتدائی کوڈن کو پی سائٹ پر رکھا جاتا ہے۔ معروف کوڈنگ کے علاقے جن میں اے یو جی ابتدائی کوڈن نہیں ہیں وہ ای کولی لیک اوپیرون میں لیک آئی (جی یو جی) اور لاک اے (یو یو جی) کے ہیں۔ دو مطالعات سے آزادانہ طور پر پتہ چلا ہے کہ 17 یا اس سے زیادہ غیر اے یو جی اسٹارٹ کوڈن ای کولی میں ترجمہ شروع کر سکتے ہیں۔ آغاز کے تین طریقے ہیں: کینونکل 30S بائنڈنگ ماڈل، 70S اسکیننگ موڈ، اور لیڈر لیس انیشی ایشن۔ کینونکل موڈ میں، 30S رائبوسومل سب یونٹ، ابتدائی عوامل، اور ابتدائی ایف میٹ-ٹی آر این اے ایم آر این اے سے جڑے ہوئے ہیں تاکہ پری انیشی ایشن کمپلیکس تشکیل پائے، جو پھر ترجمہ کی لمبائی شروع کرنے کے لیے 50S رائبوسومل سب یونٹ کو بھرتی کرتا ہے۔ اسکیننگ موڈ میں، مکمل 70S رائبوسوم جب کہ پہلے سے ہی ایم آر این اے پر ہے، ابتدائی عوامل ایف میٹ-ٹی آر این اے سے منسلک ہو سکتا ہے اور اسٹارٹ سائٹ کے لیے ایم آر این اے کو اسکین کر کے ترجمہ شروع کر سکتا ہے۔ یہ طریقہ ان جینوں کے ترجمے کے لیے اہم سمجھا جاتا ہے جو پولی سسٹرنک آپریروں میں جمع ہوتے ہیں، جہاں ایک ہی ایم آر این اے مالیکیول پر پڑوسی جینوں کے درمیان چھوٹے فاصلے کی وجہ سے کینونکل بائنڈنگ موڈ خلل ڈال سکتا ہے۔ لیڈر لیس شروعات اس وقت ہو سکتی ہے جب مکمل 70S رائبوسوم ابتدائی عوامل اور fMet-tRNAs کو باندھتا ہے، لیکن mRNAs پر جن میں 5 'UTRs کی کمی ہوتی ہے اور ان کے 3' سرے پر اسٹارٹ کوڈن ہوتا ہے۔ پولی پیپٹائڈ سلسلہ کی توسیع میں بڑھتی ہوئی زنجیر کے کاربوکسیل سرے پر امینو ایسڈ کا اضافہ شامل ہوتا ہے۔ بڑھتی ہوئی پروٹین بڑی ذیلی اکائی میں پولی پیپٹائڈ ایگزٹ ٹنل کے ذریعے رائبوسوم سے باہر نکلتی ہے۔ طول و عرض اس وقت شروع ہوتا ہے جب ایف میٹ-ٹی آر این اے پی سائٹ میں داخل ہوتا ہے، جس کی وجہ سے ایک تشخیصی تبدیلی ہوتی ہے جو نئے امینو ایسیل-ٹی آر این اے کے پابند ہونے کے لیے اے سائٹ کھولتی ہے۔ اس بائنڈنگ کو لمبائی عنصر-تو (ای ایف-تو)، ایک چھوٹے سے جی ٹی پیز کے ذریعے سہولت فراہم کی جاتی ہے۔ مناسب ٹی آر این اے کی تیز رفتار اور درست شناخت کے لیے، رائبوسوم بڑی تشکیلی تبدیلیوں (تشکیلی پروف ریڈنگ) کا استعمال کرتا ہے۔ اب پی سائٹ میں انکوڈ کیے جانے والے پروٹین کی پیپٹائڈ چین کا آغاز ہوتا ہے اور اے سائٹ میں پیپٹائڈ چین میں شامل کیا جانے والا اگلا امینو ایسڈ ہوتا ہے۔ پی سائٹ میں ٹی آر این اے سے منسلک بڑھتی ہوئی پولی پیپٹائڈ کو پی سائٹ میں ٹی آر این اے سے الگ کیا جاتا ہے اور پولی پیپٹائڈ کے آخری امینو ایسڈ اور اے سائٹ میں ٹی آر این اے سے منسلک امینو ایسڈ کے درمیان ایک پیپٹائڈ بانڈ بنتا ہے۔ یہ عمل، جسے پیپٹائڈ بانڈ کی تشکیل کے نام سے جانا جاتا ہے، ایک رائبوزیم (50S رائبوسومل ذیلی یونٹ میں 23S رائبوسومل RNA) کے ذریعے اتپریرک ہوتا ہے۔ اب، اے سائٹ میں نیا تشکیل شدہ پیپٹائڈ ہے، جبکہ پی سائٹ میں غیر چارج شدہ ٹی آر این اے (ٹی آر این اے جس میں کوئی امینو ایسڈ نہیں ہے) ہے۔ اے سائٹ ٹی آر این اے میں نو تشکیل شدہ پیپٹائڈ کو ڈائپپٹائڈ کہا جاتا ہے اور پوری اسمبلی کو ڈائپٹائڈائل-ٹی آر این اے کہا جاتا ہے۔ پی سائٹ مائنس امینو ایسڈ میں ٹی آر این اے کو ڈیسیلیٹڈ ہونے کے لیے جانا جاتا ہے۔ لمبائی کے آخری مرحلے میں، جسے ٹرانسلوکیشن کہا جاتا ہے، ڈیسیلیٹڈ ٹی آر این اے (پی سائٹ میں) اور ڈائپٹیڈائل-ٹی آر این اے (اے سائٹ میں) اپنے متعلقہ کوڈن کے ساتھ بالترتیب ای اور پی سائٹس پر منتقل ہوتے ہیں، اور ایک نیا کوڈن اے سائٹ میں منتقل ہوتا ہے۔ یہ عمل لمبائی عنصر G (EF-G) کے ذریعے اتپریرک ہوتا ہے۔ ای سائٹ پر ڈیسیلیٹڈ ٹی آر این اے کو رائبوسوم سے اگلے اے سائٹ قبضے کے دوران ایک امینو ایسیل-ٹی آر این اے کے ذریعے دوبارہ ای ایف-ٹو کے ذریعے سہولت فراہم کی جاتی ہے۔ رائبوسوم ایم آر این اے پر بقیہ کوڈنوں کا ترجمہ جاری رکھتا ہے کیونکہ زیادہ امینو ایسیل-ٹی آر این اے اے سائٹ سے جڑا رہتا ہے، یہاں تک کہ رائبوسوم ایم آر این اے (یو اے اے، یو جی اے، یا یو اے جی) پر اسٹاپ کوڈن تک پہنچ جاتا ہے۔ ترجمہ کی مشینری انزائم سسٹم کے مقابلے میں نسبتا آہستہ کام کرتی ہے جو ڈی این اے کی نقل کو متحرک کرتی ہے۔ بیکٹیریا میں پروٹین فی سیکنڈ صرف 18 امینو ایسڈ کے باقیات کی شرح سے ترکیب کیے جاتے ہیں، جبکہ بیکٹیریل ریپلیسومز فی سیکنڈ 1000 نیوکلیوٹائڈز کی شرح سے ڈی این اے کی ترکیب کرتے ہیں۔ شرح میں یہ فرق جزوی طور پر نیوکلک ایسڈ بنانے کے لیے چار قسم کے نیوکلیوٹائڈز کو پولیمرائز کرنے اور پروٹین بنانے کے لیے 20 قسم کے امینو ایسڈ کو پولیمرائز کرنے کے درمیان فرق کی عکاسی کرتا ہے۔ غلط امینو ایسیل-ٹی آر این اے مالیکیولز کی جانچ اور مسترد کرنے میں وقت لگتا ہے اور پروٹین کی ترکیب کو سست کر دیتا ہے۔ بیکٹیریا میں، جیسے ہی ایم آر این اے کے 5 'سرے کی ترکیب ہوتی ہے، ترجمہ کی شروعات ہوتی ہے، اور ترجمہ اور نقل کو جوڑا جاتا ہے۔ یہ یوکرائٹس میں ممکن نہیں ہے کیونکہ نقل اور ترجمہ خلیے کے الگ الگ حصوں (نیوکلئس اور سائٹوپلازم) میں کیا جاتا ہے۔ ٹرمینیشن ٹرمینیشن اس وقت ہوتا ہے جب تین میں سے ایک ٹرمینیشن کوڈن اے سائٹ میں چلا جاتا ہے۔ یہ کوڈن کسی بھی ٹی آر این اے کے ذریعے پہچانے نہیں جاتے ہیں۔ اس کے بجائے، انہیں پروٹین کے ذریعے پہچانا جاتا ہے جسے ریلیز فیکٹر کہتے ہیں، یعنی آر ایف 1 (یو اے اے اور یو اے جی اسٹاپ کوڈن کو پہچاننا) یا آر ایف 2 (یو اے اے اور یو جی اے اسٹاپ کوڈن کو پہچاننا)۔ یہ عوامل پیپٹائڈیل-ٹی آر این اے میں ایسٹر بانڈ کے ہائیڈرولیسس اور رائبوسوم سے نئے ترکیب شدہ پروٹین کی رہائی کو متحرک کرتے ہیں۔ تیسرا ریلیز فیکٹر آر ایف-3 اختتامی عمل کے اختتام پر آر ایف-1 اور آر ایف-2 کی ریلیز کو متحرک کرتا ہے۔ اختتامی مرحلے کے اختتام تک تشکیل پانے والا پوسٹ ٹرمینیشن کمپلیکس اے سائٹ پر ٹرمینیشن کوڈن کے ساتھ ایم آر این اے، پی سائٹ میں ایک غیر چارج شدہ ٹی آر این اے، اور برقرار 70 ایس رائبوسوم پر مشتمل ہوتا ہے۔ رائبوسوم ری سائیکلنگ مرحلہ ختم ہونے کے بعد رائبوسومل کمپلیکس کو الگ کرنے کا ذمہ دار ہے۔ ایک بار نوزائیدہ پروٹین کے ختم ہونے کے بعد، رائبوسوم ری سائیکلنگ فیکٹر اور ایلونگشن فیکٹر جی (ای ایف-جی) رائبوسوم سے ایم آر این اے اور ٹی آر این اے جاری کرنے اور 70 ایس رائبوسوم کو 30 ایس اور 50 ایس ذیلی اکائیوں میں الگ کرنے کا کام کرتا ہے۔ آئی ایف 3 پھر ایم آر این اے کو جاری کرنے والے ڈیسیلیٹڈ ٹی آر این اے کی جگہ لے لیتا ہے۔ تمام ترجمے کے اجزاء اب ترجمے کے اضافی دور کے لیے مفت ہیں۔ ٹی آر این اے پر منحصر ہے، آئی ایف 1-آئی ایف 3 بھی ری سائیکلنگ انجام دے سکتا ہے۔ پولیسومز ٹرانسلیشن بیک وقت ایک سے زیادہ رائبوسوم کے ذریعے کیا جاتا ہے۔ رائبوسومز کے نسبتا بڑے سائز کی وجہ سے، وہ صرف ایم آر این اے 35 نیوکلیوٹائڈز کے علاوہ سائٹس سے منسلک ہو سکتے ہیں۔ ایک ایم آر این اے اور متعدد رائبوسومز کے کمپلیکس کو پولیسوم یا پولی رائبوسوم کہا جاتا ہے۔ ترجمہ کا ضابطہ جب بیکٹیریا کے خلیات میں غذائی اجزاء ختم ہو جاتے ہیں، تو وہ مستحکم مرحلے میں داخل ہوتے ہیں اور پروٹین کی ترکیب کو کم کرتے ہیں۔ کئی عمل اس منتقلی میں ثالثی کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ای کولی میں، 70 ایس رائبوسوم ایک چھوٹے سے 6.5 کے ڈی اے پروٹین، رائبوسوم ماڈیولیشن فیکٹر آر ایم ایف کے ساتھ پابند ہونے پر 90 ایس ڈائمر بناتے ہیں۔ یہ انٹرمیڈیٹ رائبوسوم ڈائمرز بعد میں ایک ہائبرنیشن پروموشن فیکٹر (10.8 کے ڈی اے پروٹین، ایچ پی ایف) مالیکیول کو ایک پختہ 100 ایس رائبوسومل ذرہ بنانے کے لیے باندھ سکتے ہیں، جس میں ڈائمرائزیشن انٹرفیس دو شریک رائبوسوم کی دو 30 ایس ذیلی اکائیوں کے ذریعے بنایا جاتا ہے۔ رائبوسوم ڈائمرز ہائبرنیشن حالت کی نمائندگی کرتے ہیں اور ٹرانسلیشنل طور پر غیر فعال ہوتے ہیں۔ تیسرا پروٹین جو ای کولی خلیات کے مستحکم مرحلے میں داخل ہونے پر رائبوسومز سے جڑا رہ سکتا ہے وہ ہے وائی ایف آئی اے (پہلے رائ اے کے نام سے جانا جاتا تھا)۔ ایچ پی ایف اور وائی ایف آئی اے ساختی طور پر ایک جیسے ہیں، اور دونوں پروٹین رائبوسوم کے اتپریرک اے اور پی سائٹس سے جڑے ہو سکتے ہیں۔ آر ایم ایف 16 ایس آر آر این اے کے ساتھ میسنجر کے تعامل کو روک کر ایم آر این اے سے جڑے رائبوسوم کو روکتا ہے۔ جب رائبوسومز سے جڑا ہوتا ہے تو ای کولی وائی ایف آئی اے کی سی-ٹرمینل دم آر ایم ایف کے پابند ہونے میں مداخلت کرتی ہے، اس طرح ڈائمرائزیشن کو روکتی ہے اور اس کے نتیجے میں ٹرانسلیشنل طور پر غیر فعال مونومیرک 70 ایس رائبوسومز کی تشکیل ہوتی ہے۔ رائبوسوم ڈائمرائزیشن کے علاوہ، دو رائبوسومل ذیلی اکائیوں کے جوڑ کو آر ایس ایف ایس (جسے پہلے آر ایس ایف اے یا وائی بی ای کہا جاتا تھا) کے ذریعے روکا جا سکتا ہے۔ آر ایس ایف ایس ایل 14 سے جڑا ہوتا ہے، جو کہ بڑی رائبوسومل ذیلی اکائی کا ایک پروٹین ہے، اور اس طرح ایک فعال 70 ایس رائبوسوم بنانے کے لیے چھوٹی ذیلی اکائی کے شامل ہونے کو روکتا ہے، ترجمہ کو مکمل طور پر سست یا روکتا ہے۔ آر ایس ایف ایس پروٹین تقریبا تمام یوبیکٹیریا میں پائے جاتے ہیں (لیکن آرکیا میں نہیں) اور ہومولوگ مائٹوکونڈریا اور کلوروپلاسٹ میں موجود ہوتے ہیں (جہاں انہیں بالترتیب C7orf30 اور iojap کہا جاتا ہے)۔ تاہم، ابھی تک یہ معلوم نہیں ہے کہ آر ایس ایف ایس کے اظہار یا سرگرمی کو کس طرح منظم کیا جاتا ہے۔ ایسچریچیا کولی میں ایک اور رائبوسوم-ڈس ایسوسی ایشن عنصر ایچ ایف ایل ایکس ہے، جو پہلے نامعلوم فنکشن کا جی ٹی پیز تھا۔ ژانگ اور دیگر۔ (2015) سے پتہ چلتا ہے کہ ایچ ایف ایل ایکس ایک گرمی کے جھٹکے سے پیدا ہونے والا رائبوسوم تقسیم کرنے والا عنصر ہے جو خالی کے ساتھ ساتھ ایم آر این اے سے وابستہ رائبوسوم کو الگ کرنے کے قابل ہے۔ ایچ ایف ایل ایکس کا این-ٹرمینل ایفیکٹر ڈومین پیپٹائڈائل ٹرانسفرس سینٹر سے حیرت انگیز طور پر اسی طرح سے جڑا ہوا ہے جیسے کلاس I کے عوامل کو جاری کرتا ہے اور مرکزی انٹر سب یونٹ پلوں میں ڈرامائی تشکیلی تبدیلیوں کو جنم دیتا ہے، اس طرح ذیلی یونٹ کی علیحدگی کو فروغ دیتا ہے۔ اس کے مطابق، ایچ ایف ایل ایکس کے نقصان کے نتیجے میں گرمی کے جھٹکے اور ممکنہ طور پر دیگر تناؤ کے حالات پر رکے ہوئے رائبوسومز میں اضافہ ہوتا ہے۔ اینٹی بائیوٹکس کا اثر کئی اینٹی بائیوٹکس بیکٹیریا میں ترجمہ کے عمل کو نشانہ بنا کر اپنا عمل انجام دیتے ہیں۔ وہ میزبان کو متاثر کیے بغیر بیکٹیریا میں پروٹین کی ترکیب کو منتخب طور پر روکنے کے لیے پروکیریوٹک اور یوکیریوٹک ٹرانسلیشن میکانزم کے درمیان فرق کا فائدہ اٹھاتے ہیں۔ پروکیریوٹک ابتدائی عوامل بھی دیکھیں پروکیریوٹک طول و عرض کے عوامل حوالہ جات سالماتی حیاتیات پروٹین حیاتیاتی ترکیب جین کا اظہار