Co to jest biosynteza białek?
Biosynteza białek to proces, który wytwarza białka w komórkach. Zaczyna się w jądrze i kończy w cytoplazmie, tworząc nowe białko. Proces ten składa się z dwóch etapów: transkrypcji i tłumaczenia. Niektóre osoby używają terminów biosynteza białek i translacja zamiennie, ale prawidłowe użycie biosyntezy białek odnosi się do całego procesu, a nie tylko translacji.
Transkrypcja odbywa się w jądrze i jest procesem, w którym nici RNA są tworzone na podstawie szablonów DNA. Geny to długości nukleotydów znalezionych wzdłuż nici DNA, które dostarczają informacji, dla których białko ma być wytwarzane. Aminokwasy i białka są dużymi cząsteczkami, więc nie powstają w jądrze. Zamiast tego informacja genetyczna jest transkrybowana do RNA, który następnie przechodzi przez pory błony jądrowej do cytoplazmy komórki.
Istnieją trzy różne rodzaje cząsteczek RNA, które biorą udział w biosyntezie białek. Messenger RNA (mRNA) to szablon białka, które ma zostać utworzone. Niesie transkrybowaną informację genetyczną, która instruuje komórkę, które aminokwasy muszą zostać dołączone i w jakiej kolejności. Transfer RNA (tRNA) przenosi aminokwasy znajdujące się w cytoplazmie do rosnącego łańcucha białkowego. Rybosomalny RNA (rRNA) obejmuje dwa płaty rybosomu, w którym ma miejsce etap translacji biosyntezy białka.
DNA składa się z długich łańcuchów składających się tylko z czterech nukleotydów, ale dostępnych jest 20 różnych aminokwasów do tworzenia białek. Oznacza to, że nie ma relacji jeden-do-jednego między nukleotydami i aminokwasami. Zamiast tego trzy nukleotydy lub kodon dostarczają kod, dla którego aminokwas należy połączyć z łańcuchem. W rezultacie istnieje 64 możliwych kodonów, więc niektóre aminokwasy odpowiadają kilku różnym kodonom.
Po zakończeniu transkrypcji cząsteczki RNA przygotowują się do przeprowadzenia następnego etapu biosyntezy białka. mRNA znajduje się w szczelinie między dużym i małym płatem rybosomu, a trzy rybotydy są przepuszczane przez rybosom jednocześnie, tak że kodon aminokwasu jest wyrównany z rzeczywistym aminokwasem, który tRNA przenosi do rybosomu.
tRNA ma wyraźny kształt i jest również specyficzny dla aminokwasu, który przenosi do wydłużającego się łańcucha białkowego. Aminokwas wiąże się z jednym końcem cząsteczki tRNA, podczas gdy drugi koniec ma trzy nukleotydy, które odpowiadają kodonowi znajdującemu się w cząsteczce mRNA. Umożliwia to wiązanie cząsteczki tRNA z łańcuchem mRNA i utrzymanie go w miejscu, podczas gdy aminokwas, który przenosi, jest połączony z innym aminokwasem przez enzym.
Aby utworzyć białko, aminokwasy są nadal łączone z łańcuchem peptydowym, aż do osiągnięcia kodonu stop. Kodon stop nie odpowiada aminokwasowi, ale sygnalizuje, że łańcuch białka jest zakończony. W tym momencie mRNA jest uwalniany z rybosomu i jest rozkładany. Chociaż białko zostało wytworzone, zwykle nie jest jeszcze funkcjonalne. Biosynteza białek jest zakończona, ale większość białek podlega dalszym modyfikacjom przed ich użyciem.