Jaký je proces syntézy proteinů?
Proces syntézy proteinů se vyskytuje ve dvou hlavních krocích poháněných enzymy uvnitř buňky. Nejprve je deoxyribonukleová kyselina (DNA) transkribována na ribonukleovou kyselinu (RNA) enzym RNA polymerázou. Za druhé, RNA je poté přeložena do proteinové molekuly ribozomy v buňce. Transkripce DNA a translace RNA jsou klíčovými kroky v centrálním procesu biosyntézy proteinu.
Transkripce je prvním krokem v procesu syntézy proteinu a obvykle je iniciována různými signalizačními molekulami v jádru buněk. Nejprve enzymatická DNA helikáza rozbalí dva řetězce DNA a odhalí pramen templátu, který bude kódovat RNA, která bude přepsána. Dále se enzymová RNA polymeráza váže na řetězec templátu, pohybuje se podél ní a syntetizuje pramen Messenger RNA (mRNA), který je komplementární k prameni Template DNA. Každý jednotlivý nukleotid DNA bude kódovat pro jeden nukleotid RNA, který bude přidán do řetězce mRNA.
V eukaryotických buňkách bude mRNA obvykle modifikována po jejím provedení. Tento krok v procesu syntézy proteinů zahrnuje přidání čepice na přední stranu, což je obvykle methylovaný guaninový nukleotid a polyadeninový ocas (poly-a ocas) dozadu. MRNA bude také sestřižena, protože enzymy v buňce odstraňují všechny segmenty mRNA, které nejsou přímo zapojeny do kódování cílového proteinu. Tyto segmenty jsou známé jako introny, zatímco segmenty, které se podílejí na kódování proteinu, jsou známé jako exony.
Dalším krokem v procesu syntézy proteinů je translace, ve kterém RNA kódy pro specifické aminokyseliny. Tento proces je katalyzován mimo jádro ribozomy, malými organely, které jsou vyrobeny z ribozomální RNA (rRNA) a proteinu. Ribosomy se vážou jak na řetězec mRNA, tak na aminokyseliny, které tvoří konečný protein. Každá sada tří mRNA nukleotidůbude kód pro jednu konkrétní aminokyselinu. Ribosomy cestují po prameni mRNA a přidávají jednu aminokyselinu najednou, dokud nedosáhnou poly-a ocasu a nedokončí proteinový translaci.
Někdy proces syntézy proteinů zahrnuje další kroky po vytvoření polypeptidu. Proteiny se mohou začít skládat do své nativní struktury nebo nejstabilnější trojrozměrné konformace s hydrofobními interakcemi. Vzhledem k tomu, že buňka je prostředí vodného nebo vody, je poměrně polární a hydrofobní aminokyseliny se shromáždí, aby se zabránilo vystavení tohoto prostředí. Toto vnitřní seskupení hydrofobních zbytků dává proteinu energičtější stabilitu a pomáhá mu složit.
Proteiny se často nemohou skládat do své nativní struktury vlastní vůle. V tomto případě potřebují pomoc chaperoninu, proteinového enzymu, který se váže na nově syntetizovaný polypeptid a složí jej do správného tvaru. Chaperoniny a další enzymyn také opravte denaturované, chybné nebo jiné poškozené proteiny.