Livet er en eksistensprosess av proteinmolekyler. Dette er hvordan mange forskere uttrykker det, som er overbevist om at protein er grunnlaget for alt levende. Disse vurderingene er helt korrekte, fordi disse stoffene i cellen har det største antallet grunnleggende funksjoner. Alle andre organiske forbindelser spiller rollen som energisubstrater, og energi er igjen nødvendig for syntese av proteinmolekyler.
Kroppens evne til å syntetisere protein
Ikke alle eksisterende organismer er i stand til å syntetisere proteiner i en celle. Virus og enkelte typer bakterier kan ikke danne proteiner, og er derfor parasitter og mottar de nødvendige stoffene fra vertscellen. Andre organismer, inkludert prokaryote celler, er i stand til å syntetisere proteiner. Alle mennesker, dyr, planter, soppceller, nesten alle bakterier og protister lever av evnen til proteinbiosyntese. Dette er nødvendig for implementering av strukturdannende, beskyttende, reseptor-, transport- og andre funksjoner.
Stageresponsproteinbiosyntese
Strukturen til et protein er kodet i nukleinsyre (DNA eller RNA) i form av kodoner. Dette er arvelig informasjon som reproduseres hver gang en celle trenger et nytt proteinstoff. Begynnelsen på biosyntese er overføring av informasjon til kjernen om behovet for å syntetisere et nytt protein med allerede gitte egenskaper.
Som svar på dette blir en del av nukleinsyren despiralisert, hvor strukturen er kodet. Dette stedet dupliseres av messenger-RNA og overføres til ribosomer. De er ansvarlige for å bygge en polypeptidkjede basert på en matrise - messenger RNA. Kort fort alt presenteres alle stadier av biosyntese som følger:
- transkripsjon (stadiet med å doble DNA-segmentet med den kodede proteinstrukturen);
- behandling (dannelse av messenger-RNA);
- oversettelse (proteinsyntese i en celle basert på messenger-RNA);
- post-translasjonell modifikasjon ("modning" av polypeptidet, dannelsen av dets tredimensjonale struktur).
nukleinsyretranskripsjon
All proteinsyntese i en celle utføres av ribosomer, og informasjon om molekyler finnes i nukleinsyre (RNA eller DNA). Det er lokalisert i genene: hvert gen er et spesifikt protein. Gener inneholder informasjon om aminosyresekvensen til et nytt protein. Når det gjelder DNA, utføres fjerningen av den genetiske koden på denne måten:
- frigjøringen av nukleinsyrestedet fra histoner begynner, despiralisering skjer;
- DNA-polymerasedobler delen av DNA som lagrer proteingenet;
- dobbelt seksjon er en forløper for messenger-RNA, som behandles av enzymer for å fjerne ikke-kodende innsettinger (mRNA-syntese utføres på basis av det).
Basert på pro-informasjon RNA, syntetiseres mRNA. Det er allerede en matrise, hvoretter proteinsyntesen i cellen skjer på ribosomer (i det grove endoplasmatiske retikulum).
Ribosomal proteinsyntese
Message RNA har to ender, som er arrangert som 3`-5`. Lesing og syntese av proteiner på ribosomer begynner ved 5'enden og fortsetter til intronet, en region som ikke koder for noen av aminosyrene. Det går slik:
- messenger RNA "strenger" på ribosomet, fester den første aminosyren;
- ribosomet forskyves langs messenger-RNA med ett kodon;
- transfer RNA gir den ønskede (kodet av det gitte mRNA-kodonet) alfa-aminosyre;
- en aminosyre forbinder startaminosyren for å danne et dipeptid;
- så forskyves mRNA ett kodon igjen, en alfa-aminosyre bringes inn og slutter seg til den voksende peptidkjeden.
Når ribosomet når intronet (ikke-kodende innskudd), går messenger-RNA-en bare videre. Deretter når budbringer-RNA-en videre, når ribosomet igjen eksonet - stedet hvis nukleotidsekvens tilsvarer en vissaminosyre.
Fra dette tidspunktet begynner tilsetningen av proteinmonomerer til kjeden igjen. Prosessen fortsetter til neste intron vises eller til stoppkodonet. Sistnevnte stopper syntesen av polypeptidkjeden, hvoretter den primære strukturen til proteinet anses som fullstendig og stadiet med postsyntetisk (post-translasjonell) modifikasjon av molekylet begynner.
Endring etter oversettelse
Etter translasjon skjer proteinsyntese i sisternene til det glatte endoplasmatiske retikulum. Sistnevnte inneholder et lite antall ribosomer. I noen celler kan de være helt fraværende i RES. Slike områder er nødvendig for først å danne en sekundær, deretter en tertiær eller, hvis programmert, en kvartær struktur.
All proteinsyntese i cellen skjer ved bruk av en enorm mengde ATP-energi. Derfor er alle andre biologiske prosesser nødvendige for å opprettholde proteinbiosyntesen. I tillegg trengs noe av energien for overføring av proteiner i cellen ved aktiv transport.
Mange av proteinene overføres fra ett sted i cellen til et annet for modifikasjon. Spesielt forekommer posttranslasjonell proteinsyntese i Golgi-komplekset, hvor et karbohydrat- eller lipiddomene er festet til et polypeptid med en viss struktur.
