Jakie są różne metody produkcji białka?
Standardowa metoda produkcji białka lub syntezy białka obejmuje dwie części: transkrypcję białka i translację białka. Transkrypcja białka tworzy kopię genu rybonukleinowego (RNA) genu, który przenosi plan, aby wytworzyć potrzebne białko. W translacji białka RNA służy do wytworzenia białka przy użyciu bloków aminokwasowych. Bakterie, które są prokariotami, wytwarzają białko prostszą metodą, która nie wymaga żadnych zmian po transkrypcji ani po translacji. Bardziej złożone zwierzęta, takie jak ludzie, są eukariotami i dokonują modyfikacji RNA i białek podczas produkcji białka.
Transkrypcja białka zachodzi w jądrze komórki, w której znajduje się kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA). DNA jest genetyczną lub dziedziczną częścią komórki, a zawarte w nim geny sterują białkami, które są następnie wytwarzane w komórce. Podczas transkrypcji gen DNA jest wykorzystywany do wytworzenia informacyjnego RNA (mRNA), który jest kopią RNA. Polimeraza RNA, enzym, dokonuje transkrypcji.
Proces translacji białka odbywa się w cytoplazmie komórki, czyli wszystkiego w komórce poza jądrem. W tłumaczeniu kopia mRNA genu jest używana do dodawania aminokwasów we właściwej kolejności, aby wytworzyć białko. Translacja wykorzystuje strukturę zwaną rybosomem do produkcji białek.
MRNA zawiera kodony, z których każdy koduje jeden z 20 aminokwasów. Rybosom kanapkuje mRNA. Transfer RNA (tRNA) służy do wprowadzenia nowego aminokwasu, który pasuje do odsłoniętego kodonu w mRNA. Potem wszystko się zmienia, dostępny jest nowy kodon, a nowy tRNA wprowadza kolejny aminokwas. Trwa to do momentu osiągnięcia kodonu stop, co wskazuje, że białko jest całkowicie produkowane.
Jest równie łatwy sposób, aby zapamiętać, które metody produkcji białka działają. Aby coś przepisać, należy go skopiować. DNA i RNA są bardzo podobnymi cząsteczkami, więc pobranie DNA i zrobienie kopii RNA byłoby transkrybowaniem, więc ten etap nazywa się transkrypcją.
Przetłumaczyć to wziąć jeden język i rozszyfrować go na inny język. RNA i białka są wytwarzane z różnych elementów budulcowych, a zatem są bardzo różnymi cząsteczkami. Istnieje uniwersalny kod genetyczny, który służy do translacji tego, co jest w RNA na aminokwasy budulcowe białka, więc przekształcenie RNA w białko nazywa się translacją.
Komórki eukariotyczne, które obejmują większość zwierząt od drożdży po ludzi, dokonują modyfikacji zarówno po transkrypcji, jak i po translacji podczas produkcji białka. Zmiany po transkrypcji obejmują proces zwany splicingiem, który jest potrzebny do wytworzenia funkcjonalnej cząsteczki mRNA. Transkrypt pre-mRNA składa się z dwóch części, eksonów niezbędnych do drugiego etapu produkcji białka i niepotrzebnych intronów. W łączeniu introny są odcinane, a eksony łączą się ponownie. Podczas składania eksony można również przegrupować z jednego genu, aby utworzyć różne białka.
Modyfikacje potranslacyjne obejmują pomoc w fałdowaniu białka, a także odpowiednie ukierunkowanie białka w komórce. Często białko zaczyna się od tak zwanego peptydu sygnałowego. Ten peptyd sygnałowy działa jak adres kierujący białko tam, gdzie jest potrzebne w komórce, a następnie jest zwykle usuwany po tym, jak białko osiągnie swoje przeznaczenie. Większość białek eukariotycznych nie jest w stanie sama złożyć się w określone trójwymiarowe kształty. Białka opiekuńcze pomagają następnie białkom zwinąć się w funkcjonalne cząsteczki.