Πώς να παράγετε πρωτεΐνες με τη σωστή ταχύτητα

Η παραγωγή πρωτεϊνών είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που είναι απαραίτητη για την ανάπτυξη και τη λειτουργία των κυττάρων. Για να εξασφαλιστεί ότι οι πρωτεΐνες παράγονται με τη σωστή ταχύτητα, τα κύτταρα χρησιμοποιούν μια ποικιλία μηχανισμών.

Μεταγραφή

Το πρώτο βήμα στην παραγωγή πρωτεϊνών είναι η μεταγραφή. Κατά τη διάρκεια της μεταγραφής, η αλληλουχία ϋΝΑ ενός γονιδίου αντιγράφεται σε ένα μόριο αγγελιοφόρου RNA (mRNA). Το μόριο mRNA στη συνέχεια μεταφέρει τον γενετικό κώδικα από τον πυρήνα στο κυτταρόπλασμα, όπου μεταφράζεται σε πρωτεΐνη.

μετάφραση

Η μετάφραση είναι η διαδικασία με την οποία ο γενετικός κώδικας στο mRNA μετατρέπεται σε αλυσίδα αμινοξέων. Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται από ριβοσώματα, τα οποία είναι μεγάλα μοριακά μηχανήματα που βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα. Τα ριβοσώματα δεσμεύονται στο μόριο mRNA και διαβάζουν τον γενετικό κώδικα σε μια αλληλουχία τριών νουκλεοτιδίων κάθε φορά. Κάθε αλληλουχία τριών νουκλεοτιδίων, που ονομάζεται κωδικόνιο, αντιστοιχεί σε ένα συγκεκριμένο αμινοξύ. Το ριβόσωμα στη συνέχεια προσθέτει το σωστό αμινοξύ στην αναπτυσσόμενη πρωτεϊνική αλυσίδα.

Ρύθμιση της μετάφρασης

Ο ρυθμός μετάφρασης ρυθμίζεται από διάφορους παράγοντες, συμπεριλαμβανομένης της διαθεσιμότητας mRNA, ριβοσωμάτων και αμινοξέων. Όταν το κύτταρο πρέπει να παράγει περισσότερη πρωτεΐνη, μπορεί να αυξήσει τη διαθεσιμότητα αυτών των παραγόντων. Αντίθετα, όταν το κύτταρο πρέπει να επιβραδύνει την παραγωγή πρωτεϊνών, μπορεί να μειώσει τη διαθεσιμότητα αυτών των παραγόντων.

Αναδίπλωση πρωτεΐνης

Μόλις συντεθεί μια αλυσίδα πρωτεϊνών, πρέπει να διπλώνεται στη σωστή τρισδιάστατη δομή της προκειμένου να λειτουργήσει σωστά. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται αναδίπλωση πρωτεΐνης. Η αναδίπλωση πρωτεΐνης βοηθάται από μια ποικιλία πρωτεϊνών που ονομάζονται chaperones. Οι Chaperones βοηθούν την πρωτεϊνική αλυσίδα να διπλώσει στη σωστή διαμόρφωση της και να αποτρέψει την συσσωμάτωση με άλλες πρωτεΐνες.

αποικοδόμηση πρωτεΐνης

Οι πρωτεΐνες αποικοδομούνται συνεχώς και αντικαθίστανται στο κύτταρο. Αυτή η διαδικασία είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της ομοιόστασης των κυττάρων και την πρόληψη της συσσώρευσης κατεστραμμένων πρωτεϊνών. Οι πρωτεΐνες αποικοδομούνται από διάφορους μηχανισμούς, συμπεριλαμβανομένων των πρωτεασωμάτων και των λυσοσωμάτων. Τα πρωτεασώματα είναι μεγάλα συμπλέγματα πρωτεϊνών που διασπούν πρωτεΐνες σε μικρά πεπτίδια. Τα λυσοσώματα είναι οργανίδια που περιέχουν πεπτικά ένζυμα που διασπούν πρωτεΐνες σε αμινοξέα.

Με τη ρύθμιση της μεταγραφής, της μετάφρασης, της αναδίπλωσης και της υποβάθμισης των πρωτεϊνών, τα κύτταρα είναι ικανά να διατηρούν τα κατάλληλα επίπεδα παραγωγής και λειτουργίας πρωτεϊνών.