Vilka är de olika metoderna för proteinproduktion?
Standardmetoden för proteinproduktion eller proteinsyntes inkluderar två delar: proteentranskription och proteinöversättning. Proteintranskription gör en ribonukleinsyra (RNA) -kopia av en gen som bär planen för att göra det nödvändiga proteinet. Vid proteinöversättning används RNA för att framställa ett protein med användning av aminosyrabyggstenar. Bakterier, som är prokaryoter, producerar protein med en enklare metod som inte innebär några förändringar efter transkription eller efter-översättning. Mer komplexa djur, såsom människor, är eukaryoter och gör modifieringar av RNA och proteiner under proteinproduktion.
Proteintranskription äger rum i en cellkärna, där deoxiribonukleinsyran (DNA) finns. DNA är den genetiska eller ärftliga delen av en cell, och generna som den innehåller styr de proteiner som sedan produceras i cellen. Under transkription används en DNA-gen för att göra messenger-RNA (mRNA), som är en RNA-kopia. RNA-polymeras, ett enzym, gör transkriptionen.
Processen med proteinöversättning utförs i cytoplasma i cellen, som är allt i cellen utanför kärnan. I översättning används mRNA-kopian av en gen för att tillsätta aminosyror i rätt ordning för att framställa proteinet. Översättning använder en struktur som kallas en ribosom för att producera proteiner.
MRNA innehåller kodoner, som var och en kodar för en av de 20 aminosyrorna. Ribosomen smörjer in mRNA. Transfer RNA (tRNA) används för att få in en ny aminosyra som matchar det exponerade kodonet i mRNA. Sedan skiftar allt, ett nytt kodon är tillgängligt och en ny tRNA tar in nästa aminosyra. Detta fortsätter tills ett stoppkodon uppnås, vilket indikerar att proteinet är helt producerat.
Det finns lika enkelt sätt att komma ihåg vilka metoder för proteinproduktion som gör vad. Att transkribera något är att kopiera det. DNA och RNA är mycket liknande molekyler, så att ta DNA och göra en RNA-kopia skulle vara att transkribera, så detta steg kallas transkription.
Att översätta är att ta ett språk och dechiffrera det till ett annat språk. RNA och proteiner tillverkas med olika byggstenar och är därför mycket olika molekyler. Det finns en universell genetisk kod som används för att översätta vad som finns i RNA till aminosyras byggstenar för ett protein, så att omvandla RNA till protein kallas översättning.
Eukaryotceller, som inkluderar de flesta djur från jäst till människor, gör både modifieringar efter transkription och efter översättning under proteinproduktion. Förändringar efter transkription involverar en process som kallas skarvning, som krävs för att göra en funktionell mRNA-molekyl. Ett pre-mRNA-transkript innehåller två delar, exoner som är nödvändiga för det andra steget av proteinproduktion och introner som inte behövs. Vid skarvning skärs intronerna ut och exonerna återförenas tillsammans. Under skarvning kan exoner också ordnas från en gen för att skapa olika proteiner.
Modifieringar efter översättningen innebär att proteinet viks samt att riktigt rikta proteinet i cellen. Ofta börjar ett protein med vad som kallas en signalpeptid. Denna signalpeptid fungerar som en adress för att rikta proteinet där det behövs i cellen och avlägsnas sedan vanligtvis efter att proteinet kommer till dess beteckning. De flesta eukaryote proteiner kan inte på egen hand vikas in i sina specifika tredimensionella former. Chaperonproteiner hjälper sedan proteiner att vikas in i funktionella molekyler.