Proteiinisynteesi

Mikä on proteiinisynteesi?

Se proteiinisynteesi Se on biologinen tapahtuma, joka tapahtuu käytännössä kaikissa elävissä olennoissa. Solut ottavat jatkuvasti DNA: hon tallennettuja tietoja ja erittäin monimutkaisten erikoistuneiden koneiden läsnäolon ansiosta ne muuttavat sen proteiinimolekyyleiksi.

DNA: hon salattu 4 -kirjainkoodi ei kuitenkaan käänny suoraan proteiineiksi. Prosessissa välittäjänä toimiva RNA -molekyyli, nimeltään Messenger RNA, on mukana.

Kun solut tarvitsevat tietyn proteiinin, DNA: n riittävän osan nukleotidisekvenssi kopioidaan RNA: lle - prosessissa, jota kutsutaan transkriptioksi - ja tämä puolestaan ​​transloidaan kyseiseen proteiiniin.

Kuvattu tietovirta (DNA Messenger RNA: lle ja RNA -viesti proteiinille) tapahtuu hyvin yksinkertaisista olennoista, kuten bakteereista ihmisille. Tätä vaihesarjaa on kutsuttu biologian keskustaksi "dogma".

Proteiinisynteesin varattava kone on ribosomit. Nämä pienisolurakenteet ovat suuressa osassa sytoplasmassa ja ankkuroituvat endoplasmiseen retikuliin.

Proteiinisynteesivaiheet

Seuraavaksi kuvailemme, kuinka proteiinisynteesi tapahtuu, aloittaen tämän geneettisen materiaalin ”lukemisen” prosessin ja lopetamme proteiinien tuotannon sinänsä.

1. Transkriptio: DNA Messenger RNA: lle

Kaksois -DNA -potkurissa oleva viesti on kirjoitettu nelikuljetuskoodiin, joka vastaa adeniinia (a), guanina (g), sytosiinia (c) ja timina (t).

Tämä DNA -kirjaimien sekvenssi toimii lauhkeana vastaavan RNA -molekyylin rakentamiseksi.

Sekä DNA että RNA ovat lineaarisia polymeerejä, jotka on muodostettu nukleotideilla. Ne eroavat kuitenkin kemiallisesti kahteen perustavanlaatuiseen näkökohtaan: RNA: n nukleotidit ovat ribonukleotideja ja tymiini -emäksen sijasta RNA esittelee urasiili (U), joka näyttää adeniinilta.

Transkriptioprosessi alkaa kaksinkertaisen potkurin avaamisella tietyllä alueella. Yksi kahdesta ketjusta toimii ”homeina” tai karkaistuna RNA -synteesille. Nukleotideja lisätään pariutumispohjan, C: n ja A: n kanssa.

Voi palvella sinua: käyminen: historia, prosessi, tyypit, esimerkit

Transkriptioon osallistuva pääentsyymi on RNA -polymeraasi. Se on vastuussa fosfodiéster -linkkien muodostumisen katalysoinnista, jotka yhdistävät ketjun nukleotidit. Ketju ulottuu 5 ' - 3' suuntaan.

Molekyylin kasvu sisältää erilaisia ​​proteiineja, joita kutsutaan "pidennystekijöiksi", jotka ovat vastuussa polymeraasin liiton ylläpidosta prosessin loppuun saakka.

2. Messenger -RNA -silmukointi

Eukaryooteissa geeneillä on erityinen rakenne. Sekvenssi keskeytetään elementtien avulla, jotka eivät ole osa proteiinia, nimeltään introneja. Termi vastustaa eksonin termiä, joka sisältää geenin osat, jotka käännetään proteiineiksi.

Hän Silmukointi Se on perustavanlaatuinen tapahtuma, joka koostuu Messenger -molekyylin intronien eliminoinnista, heittämään yksinomaan eksonit rakennetun molekyylin. Lopputuote on kypsä lähettiläs RNA. Fyysisesti se tapahtuu selityksessä, monimutkaisessa ja dynaamisessa koneessa.

Silmukoinnin lisäksi Messenger -RNA kärsii ylimääräisistä kodifikaatioista ennen kääntämistä. "Huppu", jonka kemiallinen luonne on modifioitu Guaninan kumpu, ja lisätään useiden adeniinien viiden 'päähän ja hänestä useiden adeniinien hänestä.

3. Translaatio: Messengeristä proteiinin RNA: han

Kun kypsä lähettiläs RNA Silmukointi Yviaja ytimestä solusytoplasmaan, proteiinin synteesi alkaa. Tätä vientiä välittää ydinhuokoskompleksi - sarja vesikanavia, jotka sijaitsevat ytimekalvossa, joka yhdistää suoraan sytoplasman ja nukleoplasman.

Jokapäiväisessä elämässä käytämme termiä "käännös" viitaten sanojen muuntamiseen kielestä toiseen.

Esimerkiksi voimme kääntää englanninkielisen espanjan kirjan. Molekyylitasolla translaatio merkitsee muutosta kielestä proteiinin RNA: han. Tarkemmin sanottuna se on nukleotidien muutos aminohapoksi. Mutta miten tämä murre muuttuu?

Voi palvella sinua: 19 tyyppiä fossiilisointia ja niiden ominaisuuksia

4. Aminohapon kytkentä RNA: n siirtämiseksi

Messenger -RNA -molekyylistä löydetyillä kodoneilla tai kolmioilla ei ole kykyä tunnistaa suoraan aminohappoja. Sitä vastoin Messenger -RNA: n translaatio riippuu molekyylistä, joka onnistuu tunnistamaan ja liittymään kodoniin ja aminohappoon. Tämä molekyyli on siirto -RNA.

Trasference -RNA voidaan taittaa monimutkaiseen kolmiulotteiseen rakenteeseen, joka muistuttaa apilaa. Tässä molekyylissä on alue nimeltään “Anticodón”, joka muodostuu kolme peräkkäistä nukleotidia, jotka pariutuvat messenger -RNA -ketjun peräkkäisten komplementaaristen nukleotidien kanssa.

Kuten edellisessä osassa mainittiin, geneettinen koodi on tarpeeton, joten joillakin aminohapolla on useampi kuin yksi siirto -RNA.

Oikea aminohappojen havaitseminen ja fuusio. Tämä entsyymi on vastuussa molempien molekyylien kytkemisestä kovalenttisen sidoksen avulla.

5. RANA: n viesti dekoodaa ribosomit

Proteiinin muodostamiseksi aminohapot sitoutuvat toisiinsa peptidilinkkien kautta. Ribosomeissa esiintyy tiettyjen aminohappojen lähettiläät ja tiettyjen aminohappojen liitos.

Ribosomit ovat katalyyttisiä komplekseja, jotka ovat muodostaneet yli 50 proteiinimolekyyliä ja erityyppisiä ribosomaalisia RN -tyyppejä. Eukaryoottisissa organismeissa keskimääräinen solu sisältää keskimäärin miljoonia ribosomeja sytoplasmisessa ympäristössä.

Rakenteellisesti ribosomi koostuu suuresta alayksiköstä ja pienestä. Pienen osan tehtävänä on varmistaa, että siirto -RNA sovitetaan asianmukaisesti Messenger -RNA: n kanssa, kun taas suuri alayksikkö katalysoi peptidiyhteyden muodostumista aminohappojen välillä.

Kun synteesiprosessi ei ole aktiivinen, ribosomit muodostavat kaksi alayksikköä erotetaan. Synteesin alussa Messenger RNA liittyy molemmiin alayksiköihin, yleensä lähellä loppua 5 '.

Tässä prosessissa polypeptidiketjun pidentyminen tapahtuu lisäämällä uuden aminohappotähteen seuraavissa vaiheissa: siirto -RNA: n liitos, peptidilinkin muodostuminen, alayksiköiden translokaatio. Tämän viimeisen vaiheen tulos on täydellinen ribosomiliike ja uusi sykli alkaa.

Voi palvella sinua: Millaista verenkiertoa on olemassa?

6. Polypeptidiketjun pidentyminen

Ribosomeissa on erotettu kolme kohtaa: sivusto E, P ja A (katso pääkuva). Pidennysprosessi alkaa, kun jotkut aminohapot on jo yhdistynyt kovalenttisesti ja P -alueella on siirto -RNA -molekyyli.

Siirto -RNA, jonka seuraava aminohappo on sisällytettävä. Sitten peptidin terminaalinen karboksyyliosa vapautuu P -kohdan siirto -RNA: sta, repeämällä korkean energian yhteys siirto -RNA: n ja käyttäneen aminohapon välillä.

Vapaa aminohappo liittyy ketjuun, ja muodostuu uusi peptidilinkki. Tämän koko prosessin keskusreaktiota välittää peptidiilitransferaasientsyymi, jota löytyy ribosomien suuresta alayksiköstä. Siten ribosomi liikkuu Messenger -RNA: n läpi kääntämällä aminohappojen murre proteiineiksi.

Kuten transkriptiossa, proteiinien translaation aikana myös pidentymistekijät ovat mukana. Nämä elementit lisäävät prosessin nopeutta ja tehokkuutta.

7. Käännöksen valmistuminen

Käännösprosessi päättyy, kun ribosomi löytää pysäytyskodonit: UAA, UAG tai UGA. Näitä ei tunnista millään siirto -RNA: lla, eivätkä liity mihinkään aminohappaan.

Tällä hetkellä vapautumistekijöinä tunnetut proteiinit sitoutuvat ribosomiin ja tuottavat vesimolekyylin katalyysin eikä aminohappoa. Tämä reaktio vapauttaa terminaalikarboksyylipää. Lopuksi peptidiketju vapautuu solusytoplasmaan.

Viitteet

1. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (2002). Biokemia. 5. painos. New York: W H Freeman.
2. Curtis, H., & Schnek, a. (2006). Kutsu biologiaan. Ed. Pan -American Medical.
3. Darnell, J. JA., Loodish, h. F., & Baltimore, D. (1990). Molekyylisolubiologia. New York: Tieteelliset amerikkalaiset kirjat.