Proteinsyntese, hva og hvordan skjer det?

Kroppen trenger mange stoffer for å holde seg sunne, hvorav den ene er protein. Proteiner, eller på gresk, kalles protos (fremst) i seg selv, er komplekse organiske forbindelser med høy molekylvekt som er polymerer av aminosyremonomerer som er knyttet til hverandre (animosyrekjeder) med peptidbindinger. Proteinmolekyler inneholder karbon, hydrogen, oksygen, nitrogen og noen ganger svovel og fosfor. Roll? som grunnlaget for en bygning som kalles menneskekroppen. Derfor er dens eksistens veldig viktig. Men selvfølgelig kommer ikke protein bare. Dette må etableres, og dannelsen eller syntesen av proteiner skjer ved å involvere mange "partier", inkludert DNA og RNA.

Vel, før vi får vite mer om disse to tingene (DNA og RNA), ville det være bedre om vi først vet hva proteinsyntese betyr.

Proteinsyntese er faktisk en prosess for å konvertere lineære aminosyrer til proteiner i kroppen. Her er rollene til DNA og RNA viktige fordi de er involvert i prosessen. DNA-molekylet er kilden til kodingen for at nukleinsyrer blir aminosyrene som utgjør proteiner - ikke direkte involvert i prosessen. I mellomtiden er RNA-molekyler resultatet av transkripsjon av DNA-molekyler i en celle. Dette RNA-molekylet blir deretter oversatt til aminosyrer som en byggestein for proteiner.

Det er tre viktige aspekter i mekanismen for proteinsyntese, nemlig plasseringen av proteinsyntese i celler; mekanismen for overføring av informasjon eller resultatet av transformasjon fra DNA til stedet for proteinsyntese; og mekanismen til aminosyrer som utgjør proteinene i en celle for å skille seg for å danne spesifikke proteiner.

Proteinsyntese foregår i ribosomet, en av de små og tette organellene i cellen (også kjernen) ved å produsere et ikke-spesifikt eller passende protein fra mRNA som er oversatt. Selve ribosomet har en diameter på ca. 20 nm og består av 65% ribosomalt RNA (rRNA) og 35% ribosomalt protein (kalt Ribonukleoprotein eller RNP).

Proteinprosess

I utgangspunktet bruker celler genetisk informasjon (gener) som finnes i DNA for å lage proteiner. Prosessen med å lage protein eller proteinsyntese er delt inn i tre trinn, nemlig transkripsjon, translasjon og proteinfolding.

1. Transkripsjon

Transkripsjon er prosessen med å danne RNA fra et av DNA-malbåndene (DNA sense). På dette stadiet vil 3 typer RNA bli produsert, nemlig mRNA, tRNA og rRNA.

Dette stadiet kan finne sted i cytoplasmaet ved å starte prosessen med å åpne dobbeltkjedene som eies av DNA ved hjelp av RNA-polymeraseenzymet. På dette stadiet er det en enkelt kjede som fungerer som sansekjede, mens den andre kjeden som stammer fra DNA-paret kalles antisansekjeden.

Selve transkripsjonsstadiet er delt inn i 3: initierings-, forlengelses- og avslutningsstadier.

Initiering

RNA-polymerase binder seg til DNA-tråder, kalt promotere, som finnes nær begynnelsen av et gen. Hvert gen har sin egen promoter. Når den er bundet, skiller RNA-polymerase de doble strengene av DNA, og gir en mal eller mal for de enkelte strengene klare for transkripsjon.

Forlengelse

En DNA-streng, formstrengen, fungerer som en mal for bruk av RNA-polymeraseenzymet. Mens 'leser' denne utskriften, danner RNA-polymerasen RNA-molekylet ut av nukleotidet, og skaper en kjede som vokser fra 5 'til 3'. Transkripsjons-RNA bærer den samme informasjonen fra ikke-mal (kodende) DNA-tråder.

Avslutning

Denne sekvensen signaliserer at RNA-transkripsjon er fullført. Etter transkripsjon frigjør RNA-polymerase transkripsjonen av RNA.

2. Oversettelse

Translasjon er prosessen med nukleotidsekvenser i mRNA som oversettes til aminosyresekvenser fra polypeptidkjeden. I løpet av denne prosessen "leser" cellen informasjonen om messenger RNA (mRNA) og bruker den til å lage et protein.

Det er minst 20 typer aminosyrer som trengs for å kunne danne proteiner som kommer fra oversettelsen av mRNA-kodonet. I et mRNA er instruksjonene for å lage polypeptider nukleotid-RNA (adenin, uracil, cytosin, guanin) som leses i grupper på tre nukleotider, grupper på tre kalles kodoner. Videre vil noen av disse aminosyrene produsere spesifikke polypeptidkjeder og senere danne spesifikke proteiner.

Selve oversettelsesprosessen er delt inn i 3 trinn:

Startfase eller innvielse

På dette stadiet monteres ribosomene rundt mRNA som skal leses og den første tRNA som bærer aminosyren metionin (som samsvarer med startkodonet, AUG). Denne delen er nødvendig slik at oversettelsesfasen kan startes.

Forlengelse eller utvidelse av kjeden

Dette er stadiet der aminosyrekjeden utvides. Her leses mRNA en kodon om gangen, og aminosyren som tilsvarer kodonen tilsettes proteinkjeden. Under forlengelse beveger tRNA seg forbi A-, P- og E-stedene i ribosomet. Denne prosessen gjentas igjen og igjen når nye kodoner leses og nye aminosyrer tilsettes kjeden.

Avslutning

Dette er stadiet der polypeptidkjeden frigjøres. Denne prosessen begynner når et stoppkodon (UAG, UAA eller UGA) kommer inn i ribosomet, skiller polypeptidkjeden fra tRNA og forlater ribosomet.

3. Proteinfolding

Den nysyntetiserte polypeptidkjeden fungerer ikke før den gjennomgår visse strukturelle modifikasjoner, slik som tilsetning av halekarhydrater (glykosylering), lipider, protesegrupper, etc., for å være funksjonell, blir den utført ved post-translasjonell modifisering og proteinfolding.

Proteinfolding er delt inn i fire nivåer, nemlig primærnivået (lineære polypeptidkjeder); mellomnivå (α-helix og β-plissert ark); tertiært nivå (fibrøs og sirkulær form); og kvartært nivå (proteinkompleks med to eller flere underenheter.

Merk

Det er 61 kjente kodoner for aminosyrer. Hvert kodon "leses" for å bygge en spesifikk aminosyre fra de 20 aminosyrene som normalt finnes i proteiner.

Ett kodon, nemlig AUG, har en funksjon for å bygge aminosyren metionin og fungerer også som en startkodon for å signalisere starten på proteinproduksjonen.

De tre kodonene som ikke lager aminosyrer, kalt stoppkodon, inkluderer UAA, UAG og UGA. Alle tre forteller cellen når polypeptidfremstillingen er fullført.