Proteinbiosyntesprocessen är extremt viktig för cellen. Eftersom proteiner är komplexa ämnen som spelar en stor roll i vävnader är de oumbärliga. Av denna anledning realiseras en hel kedja av proteinbiosyntesprocesser i cellen, som äger rum i flera organeller. Detta garanterar cellreproduktionen och möjligheten att existera.
Kärnan i processen för proteinbiosyntes
Den enda platsen för proteinsyntes är det grova endoplasmatiska retikulumet. Här finns huvuddelen av ribosomerna, som är ansvariga för bildandet av polypeptidkedjan. Men innan translationsstadiet (processen för proteinsyntes) börjar krävs aktivering av genen, som lagrar information om proteinstrukturen. Därefter krävs kopiering av denna del av DNA (eller RNA, om bakteriell biosyntes övervägs).
Efter kopiering av DNA krävs processen för att skapa budbärar-RNA. Baserat på det kommer syntesen av proteinkedjan att utföras. Dessutom måste alla stadier som inträffar med involvering av nukleinsyror förekomma i cellkärnan. Det är dock inte här proteinsyntesen äger rum. Detta ärplats där förberedelser för biosyntes utförs.
Ribosomal proteinbiosyntes
Den huvudsakliga platsen där proteinsyntes sker är ribosomen, en cellorganell som består av två underenheter. Det finns ett stort antal sådana strukturer i cellen, och de är huvudsakligen belägna på membranen i det grova endoplasmatiska retikulumet. Själva biosyntesen sker enligt följande: budbärar-RNA som bildas i cellkärnan går ut genom kärnporerna in i cytoplasman och möts med ribosomen. Sedan trycks mRNA:t in i gapet mellan ribosomens underenheter, varefter den första aminosyran fixeras.
Till platsen där proteinsyntes sker tillförs aminosyror med hjälp av transfer-RNA. En sådan molekyl kan ta med en aminosyra åt gången. De går samman i sin tur, beroende på kodonsekvensen för budbärar-RNA. Syntesen kan också stanna ett tag.
När man rör sig längs mRNA:t kan ribosomen komma in i områden (introner) som inte kodar för aminosyror. På dessa ställen rör sig ribosomen helt enkelt längs mRNA:t, men inga aminosyror läggs till kedjan. Så snart ribosomen når exonet, det vill säga stället som kodar för syran, fäster den igen till polypeptiden.
Postsyntetisk modifiering av proteiner
Efter att ribosomen når stoppkodonet för budbärar-RNA, är processen för direkt syntes avslutad. Den resulterande molekylen har dock en primär struktur och kan ännu inte utföra de funktioner som är reserverade för den. För att fungera fullt ut, molekylenbör organiseras i en viss struktur: sekundär, tertiär eller ännu mer komplex - kvartär.
Strukturell organisation av protein
Sekundär struktur - det första steget i strukturell organisation. För att uppnå det måste den primära polypeptidkedjan lindas (bilda alfaspiraler) eller vika (skapa betalager). Sedan, för att ta upp ännu mindre plats på längden, är molekylen ännu mer sammandragen och lindas ihop till en boll på grund av väte, kovalenta och jonbindningar, samt interatomära interaktioner. Således erhålls den klotformade strukturen av proteinet.
Kvatternär proteinstruktur
Den kvartära strukturen är den mest komplexa av alla. Den består av flera sektioner med en globulär struktur, sammankopplade med fibrillära filament av polypeptiden. Dessutom kan den tertiära och kvartära strukturen innehålla en kolhydrat- eller lipidrest, vilket utökar spektrumet av proteinfunktioner. I synnerhet är glykoproteiner, komplexa föreningar av protein och kolhydrater, immunglobuliner och har en skyddande funktion. Dessutom finns glykoproteiner på cellmembran och fungerar som receptorer. Molekylen modifieras dock inte där proteinsyntes sker, utan i det släta endoplasmatiska retikulumet. Här finns möjlighet att fästa lipider, metaller och kolhydrater till proteindomäner.
