Jaki jest proces syntezy białek?

Proces syntezy białek występuje w dwóch głównych etapach napędzanych przez enzymy wewnątrz komórki. Po pierwsze, kwas deoksyrybonukleinowy (DNA) jest transkrybowany do kwasu rybonukleinowego (RNA) z polimerazą RNA enzymu. Po drugie, RNA jest następnie tłumaczone na cząsteczkę białka przez rybosomy w komórce. Transkrypcja DNA i tłumaczenie RNA są kluczowymi etapami centralnego procesu biosyntezy białkowej.

Transkrypcja jest pierwszym krokiem w procesie syntezy białek i jest zwykle inicjowana przez różne cząsteczki sygnalizacyjne w jądrze komórki. Na początek helikaza enzymatyczna DNA rozpakowuje dwie nici DNA, odsłaniając szablon, która będzie kodować RNA, który zostanie transkrybowany. Następnie enzymowa polimeraza RNA wiąże się z nici szablonu, poruszając się wzdłuż niej i syntetyzując nici posłańca RNA (mRNA), który jest komplementarny do nici szablonu DNA. Każdy pojedynczy nukleotyd DNA będzie kodował jeden nukleotyd RNA, który ma zostać dodany do nici mRNA.

W komórkach eukariotycznych mRNA jest zwykle modyfikowane po jego wykonaniu. Ten krok w procesie syntezy białek obejmuje dodanie czapki do przodu, który zwykle jest metylowanym nukleotydem guaniny i ogonem poli-adeninowym (ogon poli-A) do tyłu. MRNA zostanie również splirzony, ponieważ enzymy w komórce usuwają wszelkie segmenty mRNA, które nie są bezpośrednio zaangażowane w kodowanie docelowego białka. Segmenty te są znane jako introny, podczas gdy segmenty zaangażowane w kodowanie białka są znane jako eksony.

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 nici mRNA, jak i aminokwasami, które stanowią końcowe białko. Każdy zestaw trzech nukleotydów mRNAbędzie kodować jeden określony aminokwas. Rybosomy przemieszczają się po nici mRNA, dodając jeden aminokwas na raz, aż dotrą do ogona poli-a i nie uzupełnią translacji białka.

Czasami proces syntezy białek obejmuje dodatkowe etapy po utworzeniu polipeptydu. Białka mogą zacząć składać się w natywną strukturę lub najbardziej stabilną trójwymiarową konformację, z interakcjami hydrofobowymi. Ponieważ komórka jest środowiskiem wodnym lub opartym na wodzie, jest dość polarne, a hydrofobowe aminokwasy będą się zbierać, aby uniknąć narażenia na to środowisko. Ta wewnętrzna grupa reszt hydrofobowych zapewnia białko bardziej stabilność energetyczną i pomaga mu się składać.

Często białka nie mogą składać się z natywną strukturą własnej woli. W tym przypadku potrzebują pomocy chaperoniny, enzymu białkowego, który wiąże się z nowo zsyntetyzowanym polipeptydem i składa go w odpowiedni kształt. Chaperoniny i inne enzymy can naprawi również denaturowane, nieprawidłowe lub inne uszkodzone białka.