Hva er prosessen med proteinsyntese?

Prosessen med proteinsyntese skjer i to hovedtrinn drevet av enzymer i en celle. Først blir deoksyribonukleinsyre (DNA) transkribert til ribonukleinsyre (RNA) med enzymet RNA-polymerase. For det andre blir RNA deretter oversatt til et proteinmolekyl av ribosomer i cellen. Transkripsjon av DNA og translasjon av RNA er de viktigste trinnene i den sentrale prosessen med proteinbiosyntese.

Transkripsjon er det første trinnet i prosessen med proteinsyntese, og den initieres vanligvis av forskjellige signalmolekyler i cellekjernen. For å begynne med, pakker enzymet DNA-helikase de to DNA-strengene ut, og utsetter malstrengen, som vil kode for RNA som vil bli transkribert. Deretter binder enzymet RNA-polymerase seg til malstrengen, beveger seg langs den og syntetiserer en streng med messenger-RNA (mRNA) som er komplementær til malstrengen til DNA. Hvert enkelt nukleotid av DNA vil kode for ett nukleotid av RNA som skal tilsettes mRNA-strengen.

I eukaryote celler vil mRNA vanligvis modifiseres etter at det er laget. Dette trinnet i prosessen med proteinsyntese innebærer å legge en hette på fronten, som vanligvis er et metylert guaninnukleotid, og en poly-adenin hale (poly-A hale) på baksiden. MRNA vil også være skjøtet, fordi enzymer i cellen fjerner eventuelle mRNA-segmenter som ikke er direkte involvert i koding for målproteinet. Disse segmentene er kjent som introner, mens segmentene som er involvert i koding for proteinet er kjent som eksoner.

Det neste trinnet i prosessen med proteinsyntese er translasjon, der RNA koder for spesifikke aminosyrer. Denne prosessen katalyseres utenfor kjernen av ribosomer, små organeller som er laget av ribosomalt RNA (rRNA) og protein. Ribosomer binder seg til både mRNA-strengen og aminosyrene som vil utgjøre det endelige proteinet. Hvert sett med tre mRNA-nukleotider vil kode for en spesifikk aminosyre. Ribbosomene beveger seg nedover mRNA-strengen, og tilfører en aminosyre om gangen, til de når poly-A halen og fullfører proteinoversettelsen.

Noen ganger involverer prosessen med proteinsyntese ytterligere trinn etter at polypeptidet er blitt opprettet. Proteiner kan begynne å brette seg inn i deres opprinnelige struktur, eller mest stabile tredimensjonale konformasjon, med hydrofobe interaksjoner. Siden cellen er et vandig eller vannbasert miljø, er den ganske polar, og hydrofobe aminosyrer vil samles for å unngå å bli utsatt for dette miljøet. Denne indre gruppering av hydrofobe rester gir proteinet mer energisk stabilitet, og hjelper det å brette seg.

Ofte kan ikke proteiner foldes inn i deres opprinnelige struktur av seg selv. I dette tilfellet trenger de hjelp av et chaperonin, et proteinenzym som binder seg til det nylig syntetiserte polypeptidet og bretter det til riktig form. Chaperonins og andre enzymer kan også reparere denaturerte, feilfoldede eller andre skadede proteiner.