Hvad er de forskellige metoder til proteinproduktion?
Standardmetoden til proteinproduktion eller proteinsyntese inkluderer to dele: proteentranskription og proteintransaktion. Proteintranskription fremstiller en ribonukleinsyre (RNA) -kopi af et gen, der bærer planen for at fremstille det nødvendige protein. I proteinoversættelse bruges RNA til at fremstille et protein ved hjælp af aminosyre-byggesten. Bakterier, som er prokaryoter, producerer protein med en enklere metode, der ikke involverer nogen post-transkription eller post-translation ændringer. Mere komplekse dyr, såsom mennesker, er eukaryoter og foretager modifikationer af RNA og proteiner under proteinproduktion.
Proteintranskription finder sted i kernen i en celle, hvor deoxyribonukleinsyren (DNA) er indeholdt. DNA er den genetiske eller arvelige del af en celle, og generne, den indeholder, kommanderer over proteinerne, der derefter produceres i cellen. Under transkription bruges et DNA-gen til at fremstille messenger-RNA (mRNA), som er en RNA-kopi. RNA-polymerase, et enzym, udfører transkriptionen.
Processen med proteintransaktion udføres i cytoplasmaet i cellen, som er alt i cellen uden for kernen. Som oversættelse bruges mRNA-kopien af et gen til at tilføje aminosyrer i den rigtige rækkefølge til at fremstille proteinet. Oversættelse bruger en struktur kaldet et ribosom til at producere proteiner.
MRNA indeholder kodoner, som hver koder for en af de 20 aminosyrer. Ribosomet sandwich mRNA. Transfer RNA (tRNA) bruges til at indbringe en ny aminosyre, der matcher med det eksponerede kodon i mRNA. Derefter skifter alt, et nyt kodon er tilgængeligt, og en ny tRNA bringer den næste aminosyre ind. Dette fortsætter, indtil et stopkodon er nået, hvilket indikerer, at proteinet er helt produceret.
Der er lige så nem måde for en at huske, hvilke metoder til proteinproduktion der gør hvad. At transkribere noget er at kopiere det. DNA og RNA er meget ens molekyler, så at tage DNA og fremstille en RNA-kopi ville være at transkribere, så dette trin kaldes transkription.
At oversætte er at tage et sprog og dechiffrere det til et andet sprog. RNA og proteiner fremstilles med forskellige byggesten og er således meget forskellige molekyler. Der er en universel genetisk kode, der bruges til at oversætte, hvad der er i RNA, til aminosyrens byggesten i et protein, så at omdanne RNA til protein kaldes translation.
Eukaryotceller, der inkluderer de fleste dyr fra gær til mennesker, foretager både post-transkription og post-translation modifikationer under proteinproduktion. Ændringer efter transkription involverer en proces kaldet splejsning, som er nødvendig for at fremstille et funktionelt mRNA-molekyle. Et præ-mRNA-transkript indeholder to dele, eksoner, der er nødvendige for det andet trin i proteinproduktion og introner, der ikke er nødvendige. Ved splejsning udskæres intronerne, og eksonerne samles igen. Under splejsning kan eksoner også arrangeres fra et gen for at skabe forskellige proteiner.
Modifikationer efter oversættelse involverer at hjælpe proteinet foldes såvel som korrekt at dirigere proteinet i cellen. Ofte begynder et protein med det, der kaldes et signalpeptid. Dette signalpeptid fungerer som en adresse til at dirigere proteinet, hvor det er nødvendigt i cellen, og fjernes derefter normalt, når proteinet kommer til dets betegnelse. De fleste eukaryote proteiner kan ikke på egen hånd foldes ind i deres specifikke tredimensionelle former. Chaperon-proteiner hjælper derefter proteiner med at folde sig ind i funktionelle molekyler.