การสังเคราะห์โปรตีนคืออะไร?

การสังเคราะห์โปรตีนเป็นกระบวนการที่ผลิตโปรตีนภายในเซลล์ มันเริ่มต้นในนิวเคลียสและเสร็จสิ้นในไซโตพลาสซึมด้วยโปรตีนใหม่ที่ถูกสร้างขึ้น กระบวนการนี้มีสองขั้นตอนคือการถอดความและการแปล บางคนใช้คำศัพท์การสังเคราะห์โปรตีนและการแปลสลับกันได้ แต่การใช้การสังเคราะห์โปรตีนแบบถูกต้องหมายถึงกระบวนการทั้งหมดไม่ใช่แค่การแปล

การถอดความเกิดขึ้นภายในนิวเคลียสและเป็นกระบวนการที่สร้างเส้นของ RNA ขึ้นอยู่กับแม่แบบ DNA ยีนเป็นความยาวของนิวคลีโอไทด์ที่พบตามแนวของ DNA ที่ให้ข้อมูลสำหรับการผลิตโปรตีน กรดอะมิโนและโปรตีนเป็นโมเลกุลขนาดใหญ่ดังนั้นจึงไม่เกิดขึ้นภายในนิวเคลียส แต่ข้อมูลทางพันธุกรรมจะถูกคัดลอกไปยัง RNA ซึ่งจะผ่านรูขุมขนในเยื่อหุ้มนิวเคลียร์ไปสู่ไซโตพลาสซึมของเซลล์

มีโมเลกุล RNA สามชนิดที่เกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์โปรตีน Messenger RNA (mRNA) เป็นแม่แบบสำหรับโปรตีนที่จะสร้างขึ้น มันดำเนินการถ่ายทอดข้อมูลทางพันธุกรรมที่สั่งให้เซลล์เกี่ยวกับกรดอะมิโนที่จะต้องแนบและสิ่งที่อยู่ในลำดับ Transfer RNA (tRNA) นำกรดอะมิโนที่พบภายในไซโตพลาสซึมสู่ห่วงโซ่โปรตีนที่กำลังเติบโต Ribosomal RNA (rRNA) ประกอบด้วยสอง lobes ของ ribosome ซึ่งเป็นจุดที่ขั้นตอนการแปลการสังเคราะห์โปรตีนเกิดขึ้น

ดีเอ็นเอประกอบด้วยโซ่ยาวของนิวคลีโอไทด์เพียงสี่ชนิดเท่านั้น แต่มีกรดอะมิโน 20 ชนิดที่สามารถสร้างโปรตีนได้ ซึ่งหมายความว่าไม่มีความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อหนึ่งระหว่างนิวคลีโอไทด์และกรดอะมิโน แทนนิวคลีโอไทด์สามตัวหรือโคดอนแทนให้รหัสที่กรดอะมิโนควรเข้าร่วมกับโซ่ เป็นผลให้มี 64 codons ที่เป็นไปได้ดังนั้นกรดอะมิโนบางตัวจึงสอดคล้องกับ codons หลายแบบ

เมื่อการถอดรหัสเสร็จสิ้นโมเลกุล RNA จะเตรียมความพร้อมเพื่อดำเนินการขั้นต่อไปของการสังเคราะห์โปรตีน mRNA ตั้งอยู่ในแหว่งระหว่างกลีบขนาดใหญ่และขนาดเล็กของไรโบโซมและนิวคลีโอไทด์สามครั้งจะถูกส่งผ่านไรโบโซมในแต่ละครั้ง

tRNA มีรูปร่างที่แตกต่างและยังเฉพาะกับกรดอะมิโนที่มันส่งไปยังสายโปรตีนที่ยาวขึ้น กรดอะมิโนผูกกับปลายด้านหนึ่งของโมเลกุล tRNA ในขณะที่ปลายอีกด้านหนึ่งมีนิวคลีโอไทด์สามตัวที่สอดคล้องกับ codon ที่พบในโมเลกุล mRNA สิ่งนี้จะช่วยให้โมเลกุล tRNA สามารถจับกับห่วงโซ่ mRNA และถูกยึดไว้ในขณะที่กรดอะมิโนที่มันถูกจับนั้นจะถูกรวมเข้ากับกรดอะมิโนอื่นโดยเอนไซม์

เพื่อสร้างโปรตีนกรดอะมิโนยังคงถูกรวมเข้ากับโซ่เปปไทด์จนกว่าจะถึง codon หยุด หยุด codon ไม่สอดคล้องกับกรดอะมิโน แต่มันส่งสัญญาณว่าห่วงโซ่โปรตีนจะเสร็จสิ้น ณ จุดนี้ mRNA จะถูกปล่อยจากไรโบโซมและถูกทำลาย ในขณะที่โปรตีนถูกสร้างขึ้นมันมักจะไม่ทำงาน การสังเคราะห์โปรตีนเสร็จสมบูรณ์ แต่โปรตีนส่วนใหญ่ผ่านการดัดแปลงเพิ่มเติมก่อนที่จะนำไปใช้