Standart protein üretim metodu veya protein sentezi iki kısım içerir: protein transkripsiyonu ve protein translasyonu. Protein transkripsiyonu, gerekli proteini yapmak için planı taşıyan bir genin ribonükleik asit (RNA) kopyasını oluşturur. Protein translasyonunda, RNA amino asit yapı taşlarını kullanarak bir protein yapmak için kullanılır. Prokaryot olan bakteriler, transkripsiyon sonrası veya translasyon sonrası değişiklik içermeyen daha basit bir metotla protein üretir. İnsanlar gibi daha karmaşık hayvanlar ökaryottur ve protein üretimi sırasında RNA ve proteinlerde değişiklikler yaparlar.
Protein transkripsiyonu, deoksiribonükleik asidin (DNA) bulunduğu bir hücrenin çekirdeğinde gerçekleşir. DNA, hücrenin genetik veya kalıtsal kısmıdır ve içerdiği genler, hücrede üretilen proteinleri emreder. Transkripsiyon sırasında, bir RNA kopyası olan haberci RNA'yı (mRNA) yapmak için bir DNA geni kullanılır. Bir enzim olan RNA polimeraz, transkripsiyonu yapar.
Protein translasyonu, çekirdeğin dışındaki hücrede bulunan hücre sitoplazmasında gerçekleştirilir. Çeviride, bir genin mRNA kopyası proteini yapmak için doğru sırayla amino asitleri eklemek için kullanılır. Çeviri, protein üretmek için ribozom denilen bir yapı kullanır.
MRNA, her biri 20 amino asitten birini kodlayan kodonlar içerir. Ribozom mRNA'yı sandviçler. Transfer RNA (tRNA), mRNA'da açığa çıkan kodonla eşleşen yeni bir amino asidi getirmek için kullanılır. Sonra, her şey değişir, yeni bir kodon bulunur ve yeni bir tRNA bir sonraki amino asidi getirir. Bu, bir durdurma kodonuna ulaşılana kadar devam eder ve bu da proteinin tamamen üretildiğini gösterir.
Protein üretimi için hangi yöntemlerin ne yaptığını hatırlamanın kolay bir yolu var. Bir şeyi kopyalamak, kopyalamak demektir. DNA ve RNA çok benzer moleküllerdir, bu nedenle DNA'yı almak ve bir RNA kopyasını çıkarmak transkripsiyon olur, bu nedenle bu adıma transkripsiyon denir.
Tercüme etmek, bir dili alıp başka bir dile deşifre etmektir. RNA ve proteinler farklı yapı taşları ile yapılır ve bu nedenle çok farklı moleküllerdir. RNA'da bulunanı, bir proteinin amino asit yapı bloklarına çevirmek için kullanılan evrensel bir genetik kod vardır, dolayısıyla RNA'yı proteine dönüştürmek, çeviri olarak adlandırılır.
Mayadan insana çoğu hayvanı içeren ökaryot hücreleri, protein üretimi sırasında hem transkripsiyon sonrası hem de translasyon sonrası modifikasyonlar yapar. Transkripsiyon sonrası değişiklikler, fonksiyonel bir mRNA molekülü oluşturmak için gerekli olan, ekleme adı verilen bir işlemi içerir. Bir ön mRNA transkripti, protein üretiminin ikinci basamağı için gerekli olan ekzonlar ve gerekmeyen intronlar olmak üzere iki parça içerir. Eklemede, intronlar kesilir ve ekzonlar bir araya getirilir. Ekleme sırasında ekzonlar ayrıca farklı proteinler oluşturmak için bir genden yeniden düzenlenebilir.
Çeviri sonrası değişiklikler, proteinin hücre içerisine düzgün şekilde yönlendirilmesinin yanı sıra katlanmasına yardımcı olmayı da içerir. Genellikle bir protein, sinyal peptidi adı verilen şey ile başlar. Bu sinyal peptidi, proteini hücrede ihtiyaç duyulduğu yere yönlendirmek için bir adres gibi davranır ve daha sonra protein tanımlanmasından sonra genellikle çıkarılır. Çoğu ökaryot proteini kendi başına üç boyutlu şekillerine katlanamaz. Chaperon proteinleri daha sonra proteinlerin fonksiyonel moleküllere katlanmasına yardımcı olur.
