Hvad er processen med proteinsyntesen?

Processen med proteinsyntese forekommer i to hovedtrin, der er drevet af enzymer inde i en celle. Først transkriberes deoxyribonukleinsyre (DNA) til ribonukleinsyre (RNA) med enzymet RNA-polymerase. For det andet oversættes RNA derefter til et proteinmolekyle af ribosomer i cellen. Transkription af DNA og translation af RNA er de vigtigste trin i den centrale proces med proteinbiosyntesen.

Transkription er det første trin i processen med proteinsyntese, og den initieres normalt af forskellige signalmolekyler i cellens kerne. Til at begynde med, udslipper enzymet DNA-helikase de to DNA-strenge og udsætter skabelonstrengen, som vil kode for det RNA, der vil blive transkribert. Dernæst binder enzymet RNA-polymerase sig til skabelonstrengen, bevæger sig langs den og syntetiserer en streng af messenger-RNA (mRNA), der er komplementær til skabelonstrengen af ​​DNA. Hvert enkelt nukleotid af DNA koder for et nukleotid af RNA, der skal tilsættes til mRNA-strengen.

I eukaryotiske celler vil mRNA sædvanligvis blive modificeret, efter at det er fremstillet. Dette trin i proteinsynteseprocessen involverer tilsætning af en hætte på fronten, som normalt er et methyleret guaninnukleotid og en poly-adeninhale (poly-A hale) på bagsiden. MRNA vil også være splejset, fordi enzymer i cellen fjerner eventuelle mRNA-segmenter, der ikke er direkte involveret i kodning for målproteinet. Disse segmenter er kendt som introner, medens segmenterne, der er involveret i kodning af proteinet, er kendt som eksoner.

Det næste trin i processen med proteinsyntese er translation, hvor RNA koder for specifikke aminosyrer. Denne proces katalyseres uden for kernen af ​​ribosomer, små organeller, der er lavet af ribosomalt RNA (rRNA) og protein. Ribosomer binder til både mRNA-strengen og de aminosyrer, der udgør det endelige protein. Hvert sæt af tre mRNA-nukleotider koder for en specifik aminosyre. Ribosomerne bevæger sig ned ad mRNA-strengen og tilsætter en aminosyre ad gangen, indtil de når poly-A halen og afslutter protein-translationen.

Undertiden involverer proteinsynteseprocessen yderligere trin, efter at polypeptidet er blevet oprettet. Proteiner kan begynde at folde sig ind i deres oprindelige struktur eller den mest stabile tredimensionelle konformation med hydrofobe interaktioner. Da cellen er et vandigt eller vandbaseret miljø, er den ret polær, og hydrofobe aminosyrer samles for at undgå at blive udsat for dette miljø. Denne indvendige gruppering af hydrofobe rester giver proteinet mere energisk stabilitet og hjælper det med at folde sig.

Ofte kan proteiner ikke foldes ind i deres oprindelige struktur af sig selv. I dette tilfælde har de brug for hjælp fra en chaperonin, et proteinenzym, der binder til det nyligt syntetiserede polypeptid og folder det til den rigtige form. Chaperoniner og andre enzymer kan også reparere denaturerede, fejfoldige eller andre beskadigede proteiner.