Co je to biosyntéza proteinů?
Biosyntéza proteinu je proces, který produkuje proteiny v buňkách. Začíná v jádru a končí v cytoplazmě vytvořením nového proteinu. K tomuto procesu existují dva kroky, kterými jsou přepis a překlad. Někteří lidé používají termíny proteinová biosyntéza a translace zaměnitelně, ale správné použití biosyntézy proteinu se týká celého procesu, nikoli pouze translace.
K transkripci dochází uvnitř jádra a jedná se o proces, ve kterém jsou na základě templátů DNA vytvářeny řetězce RNA. Geny jsou délky nukleotidů nalezených podél řetězců DNA, které poskytují informace, pro které se má protein produkovat. Aminokyseliny a proteiny jsou velké molekuly, takže se nevytvářejí uvnitř jádra. Místo toho je genetická informace přepsána do RNA, která pak prochází póry v jaderné membráně do cytoplazmy buňky.
Při biosyntéze proteinů se podílejí tři různé druhy molekul RNA. Messenger RNA (mRNA) je šablona pro protein, který má být vytvořen. Nesou přepsané genetické informace, které buňce poučují o tom, které aminokyseliny musí být připojeny a v jakém pořadí. Přenosová RNA (tRNA) přináší aminokyseliny nalezené v cytoplazmě do rostoucího proteinového řetězce. Ribozomální RNA (rRNA) zahrnuje dva laloky ribozomu, což je místo, kde dochází k translační fázi biosyntézy proteinu.
DNA je tvořena dlouhými řetězci pouze čtyř nukleotidů, ale pro vytvoření proteinů je k dispozici 20 různých aminokyselin. To znamená, že mezi nukleotidy a aminokyselinami neexistuje vzájemný vztah. Místo toho tři nukleotidy nebo kodon poskytují kód, pro který by měla být aminokyselina připojena k řetězci. Výsledkem je 64 možných kodonů, takže některé aminokyseliny odpovídají několika různým kodonům.
Po dokončení transkripce se molekuly RNA připraví na provedení další fáze biosyntézy proteinu. mRNA sedí ve štěrbině mezi velkým a malým lalokem ribozomu a tři nukleotidy procházejí ribosomem najednou, takže kodon pro aminokyselinu je zarovnaný se skutečnou aminokyselinou, kterou tRNA nese k ribozomu.
tRNA má odlišný tvar a je také specifická pro aminokyselinu, kterou nese prodlužující proteinový řetězec. Aminokyselina se váže na jeden konec molekuly tRNA, zatímco druhý konec má tři nukleotidy, které odpovídají kodonu nalezenému na molekule mRNA. To umožňuje molekule tRNA vázat se na řetězec mRNA a být udržována na místě, zatímco aminokyselina, kterou nese, je enzymem spojena s jinou aminokyselinou.
K vytvoření proteinu se aminokyseliny nadále připojují k peptidovému řetězci, dokud není dosaženo stop kodonu. Stop kodon neodpovídá aminokyselině, ale místo toho signalizuje dokončení proteinového řetězce. V tomto okamžiku je mRNA uvolněna z ribozomu a je rozložena. Zatímco byl vytvořen protein, obvykle ještě není funkční. Biosyntéza proteinu je úplná, ale většina proteinů před jejich použitím podstoupí další modifikace.