Co je proces syntézy proteinů?
Proces syntézy bílkovin probíhá ve dvou hlavních krocích poháněných enzymy uvnitř buňky. Nejprve je deoxyribonukleová kyselina (DNA) přepsána na ribonukleovou kyselinu (RNA) enzymem RNA polymerázou. Za druhé je RNA translatována do molekuly proteinu ribozomy v buňce. Transkripce DNA a translace RNA jsou klíčovými kroky v centrálním procesu biosyntézy proteinu.
Transkripce je prvním krokem v procesu syntézy proteinů a obvykle je iniciována různými signálními molekulami v jádru buňky. Na začátku enzym DNA helikáza rozepne dva řetězce DNA a odhalí vlákno templátu, které bude kódovat RNA, která bude transkribována. Dále se enzym RNA polymeráza váže na templátové vlákno, pohybuje se podél něj a syntetizuje vlákno messengerové RNA (mRNA), které je komplementární s templátovým vláknem DNA. Každý jednotlivý nukleotid DNA bude kódovat jeden nukleotid RNA, který bude přidán do řetězce mRNA.
V eukaryotických buňkách bude mRNA obvykle modifikována po vytvoření. Tento krok v procesu syntézy proteinu zahrnuje přidání uzávěru na frontu, což je obvykle methylovaný guaninový nukleotid, a polyadeninového ocasu (poly-A ocas) na zadní stranu. MRNA bude také spletena, protože enzymy v buňce odstraní všechny segmenty mRNA, které se přímo nepodílejí na kódování cílového proteinu. Tyto segmenty jsou známé jako introny, zatímco segmenty podílející se na kódování proteinu jsou známé jako exony.
Dalším krokem v procesu syntézy proteinů je translace, ve které RNA kóduje specifické aminokyseliny. Tento proces je katalyzován mimo jádro ribozomy, malými organely, které jsou vyrobeny z ribozomální RNA (rRNA) a proteinu. Ribozomy se vážou jak na vlákno mRNA, tak na aminokyseliny, které tvoří konečný protein. Každá sada tří nukleotidů mRNA bude kódovat jednu konkrétní aminokyselinu. Ribozomy putují po řetězci mRNA a přidávají jednu aminokyselinu najednou, dokud nedosáhnou konce poly-A a nedokončí translaci proteinu.
Proces syntézy proteinů někdy zahrnuje další kroky po vytvoření polypeptidu. Proteiny se mohou začít skládat do své přirozené struktury nebo nejstabilnější trojrozměrné konformace s hydrofobními interakcemi. Protože buňka je vodné nebo vodní prostředí, je zcela polární a hydrofobní aminokyseliny se shromáždí, aby se zabránilo vystavení tomuto prostředí. Toto vnitřní seskupení hydrofobních zbytků dává proteinu větší energetickou stabilitu a pomáhá jej skládat.
Proteiny se často nemohou skládat do své přirozené struktury samostatně. V tomto případě potřebují pomoc chaperoninu, proteinového enzymu, který se váže na nově syntetizovaný polypeptid a složí jej do správného tvaru. Chaperoniny a další enzymy mohou také opravovat denaturované, špatně složené nebo jiné poškozené proteiny.