Πώς κάνουν τα κύτταρα πρωτεΐνη;
1. Μεταγραφή:
* DNA σε RNA: Οι γενετικές πληροφορίες που αποθηκεύονται στο DNA αντιγράφονται σε μόριο αγγελιοφόρου RNA (mRNA). Αυτό συμβαίνει στον πυρήνα του κυττάρου.
* Ξαπλώστε: Η διπλή έλικα DNA ξετυλίγεται και τα δύο σκέλη χωρίζονται.
* Ζεύγος βάσεων: Ένα κλώνο DNA χρησιμεύει ως πρότυπο για το μόριο mRNA. Η RNA πολυμεράση, ένα ένζυμο, χρησιμοποιεί αυτό το πρότυπο για να κατασκευάσει ένα συμπληρωματικό κλώνο mRNA, αντικαθιστώντας την θυμίνη (Τ) με ουρακίλη (U).
* Διαχωρισμός και τροποποίηση: Το mRNA αποσυνδέεται από το DNA και οι κλώνοι DNA επανέρχονται. Το μόριο mRNA στη συνέχεια τροποποιείται και μεταφέρεται από τον πυρήνα στο κυτταρόπλασμα.
2. Μετάφραση:
* mRNA σε πρωτεΐνη: Το μόριο mRNA μεταφέρει τον γενετικό κώδικα στα ριβοσώματα, τα οποία είναι τα εργοστάσια παραγωγής πρωτεϊνών του κυττάρου.
* δέσμευση ριβοσώματος: Το μόριο mRNA συνδέεται με ένα ριβόσωμα.
* Αναγνώριση κωδικονίου: Το ριβόσωμα διαβάζει το μόριο mRNA τρεις βάσεις κάθε φορά, που ονομάζονται κωδικόνια. Κάθε κωδικόνιο αντιστοιχεί σε ένα συγκεκριμένο αμινοξύ.
* Παράδοση αμινοξέων: Τα μόρια μεταφοράς RNA (tRNA) φέρνουν συγκεκριμένα αμινοξέα στο ριβόσωμα, που ταιριάζουν με το αντισοδόνιο τους με το κωδικόνιο mRNA.
* Σχηματισμός δεσμών πεπτιδίου: Το ριβόσωμα συνδέει τα αμινοξέα μαζί, σχηματίζοντας μια αλυσίδα που ονομάζεται πολυπεπτίδιο.
* Αναδίπλωση: Μόλις ολοκληρωθεί η πολυπεπτιδική αλυσίδα, αποσυνδέει από το ριβόσωμα και διπλώνει στο μοναδικό τρισδιάστατο σχήμα της, καθιστώντας μια λειτουργική πρωτεΐνη.
Βασικοί παίκτες στη σύνθεση πρωτεϊνών:
* DNA: Περιέχει τον γενετικό κώδικα.
* RNA πολυμεράση: Ένζυμο που μεταγράφει το DNA σε mRNA.
* mRNA: Μεταφέρει τον γενετικό κώδικα από τον πυρήνα στα ριβοσώματα.
* ριβοσώματα: Οργανίδια που διαβάζουν το mRNA και συναρμολογούν αμινοξέα σε πρωτεΐνες.
* tRNA: Μόρια που φέρνουν συγκεκριμένα αμινοξέα στα ριβοσώματα.
* αμινοξέα: Δομικά στοιχεία πρωτεϊνών.
Ρύθμιση της πρωτεϊνικής σύνθεσης:
Η παραγωγή πρωτεϊνών ρυθμίζεται στενά, εξασφαλίζοντας ότι οι σωστές πρωτεΐνες γίνονται την κατάλληλη στιγμή και στις σωστές ποσότητες. Η ρύθμιση συμβαίνει σε διάφορα επίπεδα, όπως:
* Μεταγραφικό έλεγχο: Ρύθμιση του ρυθμού με τον οποίο τα γονίδια μεταγράφονται σε mRNA.
* Μετα-μεταγραφικό έλεγχο: Ρύθμιση της επεξεργασίας, της μεταφοράς και της σταθερότητας του mRNA.
* Έλεγχος μετάφρασης: Η ρύθμιση του ρυθμού με τον οποίο μεταφράζεται το mRNA σε πρωτεΐνη.
* Μετα-μεταφραστικός έλεγχος: Ρύθμιση της αναδίπλωσης, της τροποποίησης και της αποικοδόμησης των πρωτεϊνών.
Η σύνθεση της πρωτεΐνης είναι μια ουσιαστική διαδικασία για όλους τους ζωντανούς οργανισμούς, επιτρέποντας στα κύτταρα να κατασκευάζουν και να διατηρούν τις δομές τους, να πραγματοποιούν χημικές αντιδράσεις, να μεταφέρουν μόρια και να ανταποκρίνονται στο περιβάλλον τους.
