Wat zijn de verschillende methoden voor eiwitproductie?

De standaardmethode voor eiwitproductie of eiwitsynthese omvat twee delen: eiwittranscriptie en eiwitvertaling. Eiwittranscriptie maakt een kopie van een ribonucleïnezuur (RNA) van een gen dat de blauwdruk draagt ​​om het benodigde eiwit te maken. Bij eiwittranslatie wordt het RNA gebruikt om een ​​eiwit te maken met behulp van aminozuurbouwstenen. Bacteriën, die prokaryoten zijn, produceren eiwit met een eenvoudigere methode die geen veranderingen na transcriptie of post-translatie met zich meebrengt. Meer complexe dieren, zoals mensen, zijn eukaryoten en brengen tijdens de eiwitproductie wijzigingen aan aan RNA en eiwitten.

Eiwittranscriptie vindt plaats in de kern van een cel, waar het desoxyribonucleïnezuur (DNA) aanwezig is. DNA is het genetische of erfelijke deel van een cel en de genen die het bevat, beheersen de eiwitten die vervolgens in de cel worden geproduceerd. Tijdens transcriptie wordt een DNA-gen gebruikt om messenger RNA (mRNA) te maken, wat een RNA-kopie is. RNA-polymerase, een enzym, voert de transcriptie uit.

Het proces van eiwittranslatie wordt uitgevoerd in het cytoplasma van de cel, dat is alles in de cel buiten de kern. Bij vertaling wordt de mRNA-kopie van een gen gebruikt om aminozuren in de juiste volgorde toe te voegen om het eiwit te maken. Vertaling gebruikt een structuur die een ribosoom wordt genoemd om eiwitten te produceren.

Het mRNA bevat codons, die elk coderen voor een van de 20 aminozuren. Het ribosoom sandwiches het mRNA. Transfer RNA (tRNA) wordt gebruikt om een ​​nieuw aminozuur binnen te brengen dat overeenkomt met het blootgestelde codon in het mRNA. Dan verschuift alles, is er een nieuw codon beschikbaar en brengt een nieuw tRNA het volgende aminozuur binnen. Dit gaat door totdat een stopcodon is bereikt, wat aangeeft dat het eiwit volledig is geproduceerd.

Er is een eenvoudige manier om te onthouden welke methoden van eiwitproductie wat doen. Iets transcriberen is kopiëren. DNA en RNA zijn zeer vergelijkbare moleculen, dus om DNA te nemen en een RNA-kopie te maken zou transcriptie zijn, dus deze stap wordt transcriptie genoemd.

Vertalen is de ene taal nemen en deze in een andere taal ontcijferen. RNA en eiwitten worden gemaakt met verschillende bouwstenen en zijn dus heel verschillende moleculen. Er is een universele genetische code die wordt gebruikt om te vertalen wat zich in het RNA bevindt in de aminozuurbouwstenen van een eiwit, dus het veranderen van RNA in eiwit wordt translatie genoemd.

Eukaryote cellen, waaronder de meeste dieren van gist tot mens, maken zowel post-transcriptie als post-translatie modificaties tijdens eiwitproductie. Veranderingen na transcriptie omvatten een proces dat splicing wordt genoemd, dat nodig is om een ​​functioneel mRNA-molecuul te maken. Een pre-mRNA-transcript bevat twee delen, exons die nodig zijn voor de tweede stap van eiwitproductie en introns die niet nodig zijn. Bij het splitsen worden de introns uitgesneden en worden de exons weer samengevoegd. Tijdens het splitsen kunnen exons ook worden verplaatst van één gen om verschillende eiwitten te maken.

Modificaties na translatie omvatten het helpen van het eiwitplooi en het juist richten van het eiwit in de cel. Vaak begint een eiwit met wat een signaalpeptide wordt genoemd. Dit signaalpeptide fungeert als een adres om het eiwit te richten waar het nodig is in de cel en wordt dan meestal verwijderd nadat het eiwit zijn bestemming heeft bereikt. De meeste eukaryote eiwitten kunnen op zichzelf niet in hun specifieke driedimensionale vormen worden gevouwen. Chaperon-eiwitten helpen eiwitten vervolgens om te vouwen tot functionele moleculen.