Livet är en existensprocess av proteinmolekyler. Det är så många forskare uttrycker det, som är övertygade om att protein är grunden för allt levande. Dessa bedömningar är helt korrekta, eftersom dessa ämnen i cellen har det största antalet grundläggande funktioner. Alla andra organiska föreningar spelar rollen som energisubstrat, och energi behövs återigen för syntesen av proteinmolekyler.
Kroppens förmåga att syntetisera protein
Alla existerande organismer är inte kapabla att syntetisera proteiner i en cell. Virus och vissa typer av bakterier kan inte bilda proteiner och är därför parasiter och får de nödvändiga substanserna från värdcellen. Andra organismer, inklusive prokaryota celler, kan syntetisera proteiner. Alla människor, djur, växter, svampceller, nästan alla bakterier och protister lever av förmågan till proteinbiosyntes. Detta krävs för implementering av strukturbildande, skyddande, receptor-, transport- och andra funktioner.
Scensvarproteinbiosyntes
Strukturen av ett protein kodas i nukleinsyra (DNA eller RNA) i form av kodon. Detta är ärftlig information som reproduceras varje gång en cell behöver ett nytt proteinämne. Början av biosyntes är överföringen av information till kärnan om behovet av att syntetisera ett nytt protein med redan givna egenskaper.
Som svar på detta despiraliseras en sektion av nukleinsyra, där dess struktur kodas. Denna plats dupliceras av budbärar-RNA och överförs till ribosomer. De är ansvariga för att bygga en polypeptidkedja baserad på en matris - budbärar-RNA. Kortfattat presenteras alla stadier av biosyntes enligt följande:
- transkription (stadiet för att fördubbla DNA-segmentet med den kodade proteinstrukturen);
- bearbetning (bildning av budbärar-RNA);
- translation (proteinsyntes i en cell baserad på budbärar-RNA);
- posttranslationell modifiering ("mognad" av polypeptiden, bildandet av dess tredimensionella struktur).
Nukleinsyratranskription
All proteinsyntes i en cell utförs av ribosomer och information om molekyler finns i nukleinsyra (RNA eller DNA). Den finns i generna: varje gen är ett specifikt protein. Gener innehåller information om aminosyrasekvensen för ett nytt protein. När det gäller DNA sker borttagningen av den genetiska koden på detta sätt:
- frisättningen av nukleinsyrastället från histoner börjar, despiralisering sker;
- DNA-polymerasfördubblar sektionen av DNA som lagrar proteingenen;
- dubbel sektion är en föregångare till budbärar-RNA, som bearbetas av enzymer för att avlägsna icke-kodande inlägg (mRNA-syntes utförs på grundval av detta).
Baserat på pro-information RNA syntetiseras mRNA. Det är redan en matris, varefter proteinsyntesen i cellen sker på ribosomer (i det grova endoplasmatiska retikulum).
Ribosomal proteinsyntes
Meddelande-RNA har två ändar, som är arrangerade som 3`-5`. Avläsning och syntes av proteiner på ribosomer börjar vid 5'-änden och fortsätter till intronet, en region som inte kodar för någon av aminosyrorna. Det går så här:
- messenger RNA "strängar" på ribosomen, fäster den första aminosyran;
- ribosomen skiftar längs budbärar-RNA:t med ett kodon;
- överförings-RNA tillhandahåller den önskade (kodad av det givna mRNA-kodonet) alfa-aminosyra;
- en aminosyra förenar startaminosyran för att bilda en dipeptid;
- sedan flyttas mRNA ett kodon igen, en alfa-aminosyra förs in och förenas med den växande peptidkedjan.
När ribosomen når intronet (icke-kodande infogning) går budbärar-RNA:t bara vidare. Sedan, när budbärar-RNA:t avancerar, når ribosomen återigen exonet - stället vars nukleotidsekvens motsvarar en vissaminosyra.
Från denna punkt börjar tillsatsen av proteinmonomerer till kedjan igen. Processen fortsätter tills nästa intron visas eller tills stoppkodonet. Den sistnämnda stoppar syntesen av polypeptidkedjan, varefter proteinets primära struktur anses vara fullständig och stadiet av postsyntetisk (posttranslationell) modifiering av molekylen börjar.
Ändring efter översättning
Efter translation sker proteinsyntes i cisternerna i det släta endoplasmatiska retikulumet. Den senare innehåller ett litet antal ribosomer. I vissa celler kan de vara helt frånvarande i RES. Sådana områden behövs för att först bilda en sekundär, sedan en tertiär eller, om programmerad, en kvartär struktur.
All proteinsyntes i cellen sker med förbrukning av en enorm mängd ATP-energi. Därför behövs alla andra biologiska processer för att upprätthålla proteinbiosyntesen. Dessutom behövs en del av energin för överföring av proteiner i cellen genom aktiv transport.
Många av proteinerna överförs från en plats i cellen till en annan för modifiering. I synnerhet sker posttranslationell proteinsyntes i Golgi-komplexet, där en kolhydrat- eller lipiddomän är fäst till en polypeptid med en viss struktur.
