Synteza białek

Czym jest synteza białek?

synteza białek Jest to biologiczne zdarzenie, które występuje praktycznie we wszystkich żywych istotach. Komórki stale przyjmują informacje przechowywane w DNA, a dzięki obecności bardzo złożonych wyspecjalizowanych maszyn przekształcają je w cząsteczki białkowe.

Jednak kod 4 -literowy zaszyfrowany w DNA nie przekłada się bezpośrednio na białka. W trakcie procesu zaangażowana jest cząsteczka RNA, która funkcjonuje jako pośrednik, zwany Messenger RNA.

Gdy komórki potrzebują konkretnego białka, sekwencja nukleotydowa odpowiedniej części w DNA jest kopiowana do RNA - w procesie zwanym transkrypcją - i to z kolei jest przetłumaczone na badane białko.

Przepływ opisanych informacji (DNA do komunikatu RNA Messenger i RNA do białka) występuje od bardzo prostych istot, takich jak bakterie do ludzi. Ta seria kroków została nazwana centralnym „dogmatem” biologii.

Maszyna odpowiedzialna za syntezę białek to rybosomy. Te małe struktury komórkowe są w dużej proporcji w cytoplazmie i zakotwiczone w retikulum endoplazmatycznym.

Etapy syntezy białek

Następnie opiszemy, w jaki sposób występuje synteza białek, rozpoczynając ten „czytanie” procesu materiału genetycznego i zakończymy produkcją białka jako taki.

1. Transkrypcja: DNA do Messenger RNA

Wiadomość w podwójnym śmigłach DNA jest zapisywana w czterech kodach odpowiadających podstawom adeniny (A), Guanina (G), cytozyna (C) i Timina (T).

Ta sekwencja liter DNA służy jako umiarkowana do zbudowania równoważnej cząsteczki RNA.

Zarówno DNA, jak i RNA są polimerami liniowymi utworzonymi przez nukleotydy. Różnią się one chemicznie w dwa podstawowe aspekty: nukleotydy w RNA są rybonukleotydami i zamiast podstawy tyminy RNA przedstawia uracyl (U), który wygląda na adeninę.

Proces transkrypcji rozpoczyna się od otwarcia podwójnego śmigła w określonym regionie. Jeden z dwóch łańcuchów działa jak „pleśń” lub hartowana do syntezy RNA. Nukleotydy zostaną dodane zgodnie z zasadami bazy krycia, C z G i A z u.

Może ci służyć: fermentacja: historia, proces, typy, przykłady

Głównym enzymem uczestniczącym w transkrypcji jest polimeraza RNA. Jest odpowiedzialny za katalizowanie tworzenia się powiązań fosfodiéster, które łączą nukleotydy łańcucha. Łańcuch rozciąga się w kierunku 5 'do 3'.

Wzrost cząsteczki obejmuje różne białka znane jako „czynniki wydłużenia”, które są odpowiedzialne za utrzymanie połączenia polimerazy do końca procesu.

2. Połączenie RNA Messenger

W eukariotach geny mają określoną strukturę. Sekwencja jest przerywana za pomocą elementów, które nie będą częścią białka, zwane intronami. Termin przeciwstawia się eksonowi, który obejmuje części genu, które zostaną przetłumaczone na białka.

On Splicing Jest to fundamentalne wydarzenie, które polega na eliminacji intronów cząsteczki komunikatora, aby rzucić cząsteczkę zbudowaną wyłącznie przez eksony. Produktem końcowym jest dojrzały Messenger RNA. Fizycznie odbywa się to w wyjaśnieniu, złożonym i dynamicznym maszynom.

Oprócz splicingu RNA komunikatora cierpi dodatkowe kodyfikacje przed przetłumaczeniem. „Kaptur”, którego chemiczny charakter jest zmodyfikowanym kubkiem Guaniny, a na końcu 5 'i ogon kilku adenin na drugim końcu jest.

3. Tłumaczenie: od posłańca na białko RNA

Kiedyś dojrzały posłańca RNA przez proces Splicing YviaJA od jądra do cytoplazmy komórkowej zaczyna się synteza białka. Ten eksport pośredniczy kompleks porów jądrowych - seria wodnych kanałów znajdujących się w błonie jądrowej, która bezpośrednio łączy cytoplazmat i nukleoplazmat.

W życiu codziennym używamy terminu „tłumaczenie” w odniesieniu do konwersji słów z jednego języka na inny.

Na przykład możemy przetłumaczyć angielski na hiszpańską książkę. Na poziomie molekularnym tłumaczenie implikuje zmianę z języka na białko RNA. Mówiąc dokładniej, jest to zmiana nukleotydów na aminokwasy. Ale jak nastąpi ta zmiana dialektu?

Może ci służyć: 19 rodzajów skamieniania i ich cechy

4. Sprzężenie aminokwasowe w celu przeniesienia RNA

Kodony lub trojaczki znalezione w cząsteczce RNA Messenger nie mają możliwości bezpośredniego rozpoznawania aminokwasów. W przeciwieństwie do tego, tłumaczenie przekaźnika RNA zależy od cząsteczki, która udaje się rozpoznać i dołączyć do kodonu i aminokwasu. Ta cząsteczka jest przenoszącym RNA.

RNA zgniły można złożyć w złożonej trójwymiarowej strukturze, która przypomina koniczynę. W tej cząsteczce znajduje się region zwany „antykodón”, utworzony przez trzy kolejne nukleotydy, które łączą się z kolejnymi uzupełniającymi nukleotydami łańcucha RNA komunikatora.

Jak wspomniano w poprzedniej sekcji, kod genetyczny jest zbędny, więc niektóre aminokwasy mają więcej niż jeden transfer RNA.

Prawidłowe wykrywanie i fuzja aminokwasów. Ten enzym jest odpowiedzialny za sprzężenie obu cząsteczek za pomocą kowalencyjnego wiązania.

5. Przesłanie RNA jest dekodowane przez rybosomy

Aby utworzyć białko, aminokwasy wiążą się ze sobą poprzez połączenia peptydowe. Proces czytania posłańca i połączenia określonych aminokwasów występuje w rybosomach.

Rybosomy są kompleksami katalitycznymi utworzonymi przez ponad 50 cząsteczek białka i różne rodzaje rybosomalnego RN. W organizmach eukariotycznych średnia komórka zawiera średnio miliony rybosomów w środowisku cytoplazmatycznym.

Strukturalnie rybosom składa się z dużej podjednostki i małej. Funkcją małej części polega na zapewnieniu, że RNA transferu jest prawidłowo dopasowane do RNA komunikatora, podczas gdy duża podjednostka katalizuje tworzenie się połączenia peptydu między aminokwasami.

Gdy proces syntezy nie jest aktywny, dwa podjednostki tworzące rybosomy są oddzielone. Na początku syntezy Messenger RNA łączy obie podjednostki, zwykle blisko końca 5 '.

W tym procesie wydłużenie łańcucha polipeptydowego występuje przez dodanie nowej reszty aminokwasowej w następujących etapach: Związek RNA transferu, tworzenie łącza peptydu, translokacja podjednostek. Rezultatem tego ostatniego kroku jest całkowity ruch rybosomu i rozpoczyna się nowy cykl.

Może ci służyć: jakie rodzaje krążenia krwi istnieją?

6. Wydłużenie łańcucha polipeptydowego

W rybosomach wyróżnia się trzy miejsca: strona E, P i A (patrz główny obraz). Proces wydłużenia rozpoczyna się, gdy niektóre aminokwasy zostały już zjednoczone kowalencyjnie, a na miejscu p znajduje się cząsteczka RNA.

RNA transferowe, że następny aminokwas musi zostać włączony, dołącza do miejsca A dla podstawy krycia z RNA Messenger. Następnie końcowa część karboksylowa peptydu jest uwalniana z transferowego RNA w miejscu p, przez pęknięcie o wysokiej energii łącza między RNA transferowym a aminokwasem, który nosi noszony.

Wolny aminokwas łączy się w łańcuch i powstaje nowy łącze peptydowe. W centralnej reakcji tego całego procesu pośredniczy enzym transferazy peptydylu, który występuje w dużej podjednostce rybosomów. Zatem rybosom porusza się przez przekaźnik RNA, tłumacząc dialekt aminokwasów na białka.

Podobnie jak w transkrypcji, podczas tłumaczenia białek zaangażowane są również czynniki wydłużenia. Elementy te zwiększają szybkość i skuteczność procesu.

7. Zakończenie tłumaczenia

Proces tłumaczenia kończy się, gdy rybosom znajduje kodony stop: UAA, UAG lub UGA. Nie są one rozpoznawane przez żaden transfer RNA i nie łączą żadnego aminokwasu.

W tym czasie białka znane jako czynniki uwalniania wiążą się z rybosomem i wytwarzają kataliza cząsteczki wody, a nie aminokwas. Ta reakcja uwalnia końcowy koniec karboksylowy. Wreszcie łańcuch peptydowy jest uwalniany do cytoplazmy komórkowej.

Bibliografia

1. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. (2002). Biochemia. 5. edycja. Nowy Jork: W H Freeman.
2. Curtis, h., & Schnek, a. (2006). Zaproszenie do biologii. Wyd. Pan -american Medical.
3. Darnell, J. I., Lodish, h. F., & Baltimore, D. (1990). Biologia komórek molekularnych. New York: Scientific American Books.