Vad är processen för proteinsyntes?

Processen för proteinsyntes sker i två huvudsteg som drivs av enzymer i en cell. Först transkriberas deoxyribonukleinsyra (DNA) till ribonukleinsyra (RNA) med enzymet RNA-polymeras. För det andra översätts sedan RNA till en proteinmolekyl av ribosomer i cellen. Transkription av DNA och translation av RNA är de viktigaste stegen i den centrala processen för proteinbiosyntes.

Transkription är det första steget i proteinsyntesprocessen och den initieras vanligtvis av olika signalmolekyler i cellens kärna. Till att börja med, lossar enzymet DNA-helikas de två DNA-strängarna och utsätter mallsträngen, som kodar för RNA som kommer att transkriberas. Därefter binder enzymet RNA-polymeras till templatsträngen, rör sig längs den och syntetiserar en tråd med messenger-RNA (mRNA) som är komplementär till mallen DNA-mallen. Varje enskild nukleotid av DNA kodar för en nukleotid av RNA att tillsättas till mRNA-strängen.

I eukaryota celler kommer mRNA vanligtvis att modifieras efter det att det har gjorts. Detta steg i processen för proteinsyntes innebär att man lägger till ett lock på framsidan, som vanligtvis är en metylerad guaninnukleotid, och en poly-adenin-svans (poly-A-svans) på baksidan. MRNA kommer också att skarvas, eftersom enzymer i cellen tar bort alla mRNA-segment som inte är direkt involverade i kodning för målproteinet. Dessa segment är kända som introner, medan segmenten som är involverade i kodning för proteinet är kända som exoner.

Nästa steg i processen för proteinsyntes är translation, där RNA-koden för specifika aminosyror. Denna process katalyseras utanför kärnan av ribosomer, små organeller som är gjorda av ribosomalt RNA (rRNA) och protein. Ribosomer binder till både mRNA-strängen och aminosyrorna som utgör det slutliga proteinet. Varje uppsättning av tre mRNA-nukleotider kodar för en specifik aminosyra. Ribosomerna sträcker sig längs mRNA-strängen och tillsätter en aminosyra i taget tills de når poly-A-svansen och fullbordar proteinöversättningen.

Ibland innebär processen för proteinsyntes ytterligare steg efter att polypeptiden har skapats. Proteiner kan börja vikas in i deras ursprungliga struktur, eller mest stabila tredimensionella konformation, med hydrofoba interaktioner. Eftersom cellen är en vattenhaltig eller vattenbaserad miljö är den ganska polär och hydrofoba aminosyror samlas ihop för att undvika att utsättas för denna miljö. Denna inåtgruppering av hydrofoba rester ger proteinet mer energisk stabilitet och hjälper det att vika.

Ofta kan proteiner inte vikas in i deras ursprungliga struktur på egen hand. I det här fallet behöver de hjälp av en chaperonin, ett proteinenzym som binder till den nyligen syntetiserade polypeptiden och viker den till rätt form. Chaperoniner och andra enzymer kan också reparera denaturerade, felfoldade eller andra skadade proteiner.