Jaki jest proces syntezy białek?
Proces syntezy białek przebiega w dwóch głównych etapach napędzanych enzymami wewnątrz komórki. Po pierwsze, kwas dezoksyrybonukleinowy (DNA) jest transkrybowany do kwasu rybonukleinowego (RNA) za pomocą enzymu polimerazy RNA. Po drugie, RNA jest następnie translowany do cząsteczki białka przez rybosomy w komórce. Transkrypcja DNA i translacja RNA są kluczowymi krokami w centralnym procesie biosyntezy białka.
Transkrypcja jest pierwszym krokiem w procesie syntezy białek i zwykle jest inicjowana przez różne cząsteczki sygnałowe w jądrze komórki. Na początek enzym helikaza DNA rozpakowuje dwie nici DNA, odsłaniając nić matrycy, która będzie kodować RNA, który będzie transkrybowany. Następnie enzym polimeraza RNA wiąże się z nicią matrycy, poruszając się wzdłuż niej i syntezując nić matrycowego RNA (mRNA), która jest komplementarna do nici matrycy DNA. Każdy pojedynczy nukleotyd DNA koduje jeden nukleotyd RNA, który zostanie dodany do nici mRNA.
W komórkach eukariotycznych mRNA zwykle jest modyfikowany po jego wytworzeniu. Ten etap w procesie syntezy białek polega na dodaniu czapki z przodu, którą zwykle jest metylowany nukleotyd guaniny, i ogona z poliadeniny (ogon z poli-A) z tyłu. MRNA będzie również składany, ponieważ enzymy w komórce usuwają wszelkie segmenty mRNA, które nie są bezpośrednio zaangażowane w kodowanie docelowego białka. Segmenty te znane są jako introny, natomiast segmenty zaangażowane w kodowanie białka są znane jako egzony.
Kolejnym krokiem w procesie syntezy białek jest translacja, w której RNA koduje określone aminokwasy. Proces ten jest katalizowany poza jądrem przez rybosomy, małe organelle wykonane z rybosomalnego RNA (rRNA) i białka. Rybosomy wiążą się zarówno z nicią mRNA, jak i aminokwasami, które będą tworzyć końcowe białko. Każdy zestaw trzech nukleotydów mRNA będzie kodował jeden konkretny aminokwas. Rybosomy podróżują w dół nici mRNA, dodając jeden aminokwas na raz, aż osiągną ogon poli-A i zakończą translację białka.
Czasami proces syntezy białek obejmuje dodatkowe etapy po utworzeniu polipeptydu. Białka mogą zacząć się fałdować do swojej natywnej struktury lub najbardziej stabilnej trójwymiarowej konformacji z oddziaływaniami hydrofobowymi. Ponieważ komórka jest środowiskiem wodnym lub wodnym, jest dość polarna, a hydrofobowe aminokwasy gromadzą się razem, aby uniknąć narażenia na to środowisko. To wewnętrzne grupowanie reszt hydrofobowych nadaje białku większą stabilność energetyczną i pomaga mu się fałdować.
Często białka nie mogą same się zginać w swojej natywnej strukturze. W tym przypadku potrzebują pomocy chaperoniny, enzymu białkowego, który wiąże się z nowo zsyntetyzowanym polipeptydem i składa go we właściwy kształt. Chaperoniny i inne enzymy mogą również naprawiać zdenaturowane, nieprawidłowo sfałdowane lub inne uszkodzone białka.