Che cos'è la trascrizione della sintesi proteica?
La sintesi proteica è il processo cellulare di creazione di proteine. Le loro formule e le istruzioni su come realizzarle sono codificate nel DNA. È utile fare riferimento al processo in due parti. La trascrizione della sintesi proteica copia il codice DNA. La traduzione di sintesi proteica abbina il codice ai composti chimici nella cellula, la cui combinazione diventa una proteina.
L'acido desossiribonucleico (DNA), il modello principale di un singolo organismo, è strutturato come una doppia elica. Una buona analogia è una lunga striscia di cerniera attorcigliata. Ci sono due fili di zuccheri e fosfati a 5 atomi di carbonio. A colpirli si intrecciano nucleotidi accoppiati, come i denti opposti di una cerniera chiusa. L'adenina (A) si combina con la timina (T), la citosina (C) e la guanina (G) e viceversa.
La trascrizione della sintesi proteica inizia nel nucleo di una cellula, in cui il DNA viene "decompresso" da un enzima chiamato elicasi, risultante in due filamenti separati. Un enzima critico chiamato RNA polimerasi (RNAP) si attacca quindi a uno dei filamenti per iniziare un processo chiamato allungamento. Identifica il primo nucleotide sul filamento modello di DNA e, nel farlo, attira un nucleotide libero che deve essere accoppiato con esso. RNAP si sposta quindi sul prossimo nucleotide sul filamento di DNA e continua sul successivo e sul successivo, fino a quando non è stata assemblata una catena di acido ribonucleico (RNA).
L'RNA è un singolo filamento di nucleotidi spaiati in grado di mantenere la sua integrità strutturale con l'aggiunta di molecole di ossigeno. La catena di RNA che è stata costruita dal suo agente polimerasi, alcuni con oltre 2 milioni di nucleotidi, è chiamata RNA messaggero (mRNA). In teoria, l'mRNA si propone di essere un duplicato esatto del singolo filamento di DNA inutilizzato lasciato indietro. In pratica, non è esatto e possono verificarsi anche errori di trascrizione della sintesi proteica.
L'mRNA è quindi una catena molto lunga di soli quattro diversi nucleotidi. La sua sequenza viene definita trascrizione. Un esempio potrebbe essere AAGCAUUGAC: quattro lettere, forse 2 milioni, in ordine apparentemente casuale. È in qualche modo utile analizzare la vita del carbonio come un bio-computer a 4 bit di dimensioni molto grandi. Di particolare nota è che, nell'RNA, la timina è sostituita da un nucleotide simile chiamato uracile (U).
Come suggerisce il nome, l'RNA messaggero sfugge al suo confinamento nel nucleo di una cellula attraverso i pori lungo la membrana nucleare. Una volta all'interno del citoplasma della cellula, il suo destino è quello di consegnare la trascrizione della sintesi proteica, copiata dal DNA, a strutture chiamate ribosomi. I ribosomi sono le fabbriche proteiche delle cellule e, lì, si verifica la seconda fase della sintesi proteica.
La sequenza codificata dei nucleotidi deve essere tradotta. Un ribosoma si lega all'mRNA e, nel processo di lettura delle sue sequenze, attira frammenti di RNA chiamati transfer RNA (tRNA), che avranno trovato e legato con un amminoacido libero specifico alla sua breve sequenza di nucleotidi. Se c'è una corrispondenza, il tRNA e il suo carico si legano al ribosoma. Mentre il ribosoma continua a leggere la sequenza successiva e la successiva, in un processo chiamato anche allungamento, si ottiene una lunga catena polipeptidica di aminoacidi.
Le proteine che differenziano il tessuto organico nella forma e nella funzione sono i cosiddetti "mattoni della vita". A loro volta, sono costruite come una catena di vari aminoacidi - la traduzione del codice del DNA trascritta dall'RNA per la maggior parte delle cellule ospiti importante compito metabolico. Tuttavia, resta un ultimo passo per completare la sintesi proteica che è frustrante per la comprensione scientifica. In un processo chiamato ripiegamento proteico, la lunga catena di amminoacidi si piega, arriccia, annoda e si compatta nella sua struttura unica. Mentre i supercomputer hanno avuto un certo successo nel ripiegare le formule proteiche nelle loro forme tridimensionali corrette, la maggior parte dei puzzle di proteine sono state risolte in modo intuitivo da persone con un senso acuto di dimensioni spaziali variabili.