Syntéza bielkovín, čo a ako sa to deje?

Telo potrebuje veľa látok na udržanie zdravia, jednou z nich je bielkovina. Samotné bielkoviny, alebo po grécky nazývané protos, sú komplexné organické zlúčeniny s vysokou molekulovou hmotnosťou, ktoré sú polymérmi aminokyselinových monomérov, ktoré sú navzájom spojené (reťazce animokyselín) peptidovými väzbami. Molekuly bielkovín obsahujú uhlík, vodík, kyslík, dusík a niekedy aj síru a fosfor. Rola? ako základ budovy nazývanej ľudské telo. Preto je jeho existencia veľmi dôležitá. Ale samozrejme, bielkoviny neprichádzajú len tak. Toto je potrebné dokázať a tvorba alebo syntéza proteínov sa uskutočňuje zapojením mnohých „strán“ vrátane DNA a RNA.

Predtým, ako sa o týchto dvoch veciach (DNA a RNA) dozvieme viac, bolo by lepšie, keby sme najskôr poznali význam syntézy bielkovín.

Syntéza bielkovín je vlastne proces premeny lineárnych aminokyselín na proteíny v tele. Tu sú úlohy DNA a RNA dôležité, pretože sú zapojené do procesu. Molekula DNA je zdrojom kódovania nukleových kyselín, aby sa stali aminokyselinami, ktoré tvoria proteíny - a nie sú priamo zapojené do procesu. Zatiaľ čo molekuly RNA sú výsledkom transkripcie molekúl DNA v bunke. Táto molekula RNA sa potom preloží na aminokyseliny ako stavebný blok bielkovín.

Existujú tri dôležité aspekty mechanizmu syntézy proteínov, a to umiestnenie syntézy proteínov v bunkách; mechanizmus prenosu informácií alebo výsledku transformácie z DNA do miesta syntézy bielkovín; a mechanizmus aminokyselín, ktoré tvoria proteíny v bunke, aby sa oddelili za vzniku špecifických proteínov.

Syntéza proteínov prebieha v ribozóme, jednej z malých a hustých organel v bunke (tiež v jadre), a to produkciou nešpecifického alebo vhodného proteínu z mRNA, ktorá sa prekladá. Samotný ribozóm má priemer asi 20 nm a pozostáva zo 65% ribozomálnej RNA (rRNA) a 35% ribozomálneho proteínu (nazývaného ribonukleoproteín alebo RNP).

Proces výroby bielkovín

Bunky v zásade využívajú na výrobu proteínov genetickú informáciu (gény) obsiahnutú v DNA. Proces výroby proteínu alebo syntézy proteínov je rozdelený do troch krokov, a to transkripcie, translácie a skladania proteínov.

1. Prepis

Transkripcia je proces tvorby RNA z jedného z DNA templátových pásov (DNA sense). V tomto štádiu sa budú produkovať 3 typy RNA, a to mRNA, tRNA a rRNA.

Toto štádium môže prebiehať v cytoplazme zahájením procesu otvárania dvojitých reťazcov, ktoré vlastní DNA, pomocou enzýmu RNA polymerázy. V tomto štádiu existuje jediný reťazec, ktorý slúži ako sense reťazec, zatiaľ čo druhý reťazec pochádzajúci z páru DNA sa nazýva anti-sense reťazec.

Samotný transkripčný stupeň je rozdelený do 3: iniciačný, elongačný a koncový stupeň.

Zasvätenie

RNA polymeráza sa viaže na vlákna DNA, nazývané promótory, ktoré sa nachádzajú blízko začiatku génu. Každý gén má svojho vlastného promótora. Po naviazaní RNA polymeráza oddeľuje dvojité vlákna DNA a poskytuje templát alebo templát pre jedno vlákno pripravený na transkripciu.

Predĺženie

Jeden reťazec DNA, reťazec formy, slúži ako templát na použitie enzýmom RNA polymerázy. Pri čítaní tohto výtlačku vytvára RNA polymeráza molekulu RNA z nukleotidu a vytvára reťazec, ktorý rastie od 5 'do 3'. Transkripčná RNA nesie rovnaké informácie z nešablónových (kódujúcich) reťazcov DNA.

Ukončenie

Táto sekvencia signalizuje, že transkripcia RNA bola dokončená. Po transkripcii RNA polymeráza uvoľňuje transkripciu RNA.

2. Preklad

Translácia je proces nukleotidových sekvencií v mRNA, ktoré sa prekladajú do aminokyselinových sekvencií z polypeptidového reťazca. Počas tohto procesu bunka „číta“ informácie o messengerovej RNA (mRNA) a využíva ich na výrobu proteínu.

Existuje najmenej 20 druhov aminokyselín potrebných na to, aby bolo možné vytvárať proteíny, ktoré pochádzajú z translácie mRNA kodónu. V mRNA sú pokynmi na výrobu polypeptidov nukleotidová RNA (adenín, uracil, cytozín, guanín), ktorá sa číta v skupinách po troch nukleotidoch, pričom skupiny po troch sa nazývajú kodóny. Ďalej niektoré z týchto aminokyselín budú produkovať špecifické polypeptidové reťazce a neskôr budú vytvárať špecifické proteíny.

Samotný prekladový proces je rozdelený do 3 etáp:

Počiatočná fáza alebo začatie konania

V tomto štádiu sa ribozómy zhromažďujú okolo mRNA, ktorá sa má čítať, a prvej tRNA nesúcej aminokyselinu metionín (ktorá sa zhoduje so štartovacím kodónom, AUG). Táto časť je nevyhnutná na to, aby bolo možné zahájiť fázu prekladu.

Predĺženie alebo predĺženie reťaze

Toto je štádium, keď sa predĺži reťazec aminokyselín. Tu sa mRNA číta jeden kodón po druhom a aminokyselina zodpovedajúca kodónu sa pridáva do proteínového reťazca. Počas elongácie sa tRNA pohybuje okolo A, P a E miest ribozómu. Tento proces sa opakuje stále dokola, keď sa čítajú nové kodóny a do reťazca sa pridávajú nové aminokyseliny.

Ukončenie

Toto je štádium, v ktorom sa uvoľňuje polypeptidový reťazec. Tento proces začína, keď stop kodón (UAG, UAA alebo UGA) vstúpi do ribozómu, oddeľuje polypeptidový reťazec od tRNA a ribozóm opúšťa.

3. Skladanie bielkovín

Novo syntetizovaný polypeptidový reťazec nefunguje, kým neprechádza určitými štruktúrnymi modifikáciami, ako je pridanie koncových sacharidov (glykozylácia), lipidov, protetických skupín atď., Aby bol funkčný, je uskutočňovaný posttranslačnou modifikáciou a skladaním proteínu.

Skladanie proteínov je rozdelené do štyroch úrovní, a to primárnej úrovne (lineárne polypeptidové reťazce); stredná úroveň (α-špirála a β skladaný list); terciárna úroveň (vláknitá a kruhová forma); a kvartérna úroveň (proteínový komplex s dvoma alebo viacerými podjednotkami.

Poznámka

Je známych 61 kodónov pre aminokyseliny. Každý kodón sa „číta“, aby sa z 20 aminokyselín, ktoré sa normálne nachádzajú v proteínoch, vytvorila špecifická aminokyselina.

Jeden kodón, konkrétne AUG, má funkciu budovania aminokyseliny metionínu a tiež slúži ako štartovací kodón na signalizáciu začiatku produkcie proteínu.

Tri kodóny, ktoré netvoria aminokyseliny, nazývané stop kodón, zahŕňajú UAA, UAG a UGA. Všetci traja informujú bunku, keď je výroba polypeptidu dokončená.