Πώς τα μιτοχόνδρια παράγουν πρωτεΐνες;

Μιτοχόνδρια, αν και έχουν το δικό τους DNA, δεν παράγουν όλες τις δικές τους πρωτεΐνες . Βασίζονται στο κύριο μηχανισμό σύνθεσης πρωτεϊνών του κυττάρου στο κυτταρόπλασμα για να κάνουν ένα μεγάλο ποσοστό των πρωτεϊνών τους. Εδώ είναι μια κατανομή:

Σύνθεση μιτοχονδριακής πρωτεΐνης:

1. Μεταγραφή mtdna: Το μιτοχονδριακό ϋΝΑ (mtDNA) περιέχει γονίδια για ορισμένες βασικές μιτοχονδριακές πρωτεΐνες. Αυτά τα γονίδια μεταγράφονται σε mRNA εντός των ίδιων των μιτοχονδρίων.

2. μετάφραση mtdna: Τα μιτοχονδριακά ριβοσώματα (μικρότερα από τα κυτταροπλασματικά ριβοσώματα) μεταφράζουν αυτά τα mRNA σε πρωτεΐνες. Αυτές οι πρωτεΐνες εμπλέκονται κυρίως στην οξειδωτική φωσφορυλίωση και σε άλλες μιτοχονδριακές διεργασίες.

Εισαγωγή από κυτταρόπλασμα:

* κωδικοποίηση πυρηνικού ϋΝΑ: Η πλειονότητα των μιτοχονδριακών πρωτεϊνών κωδικοποιούνται από γονίδια στον πυρήνα του κυττάρου.

* μετάφραση mRNA: Αυτά τα πυρηνικά γονίδια μεταγράφονται σε mRNA και μεταφράζονται με κυτταροπλασματικά ριβοσώματα σε πρωτεΐνες.

* Μηχανισμός εισαγωγής: Οι πρόσφατα συνθετικές πρωτεΐνες εισάγονται στη συνέχεια στα μιτοχόνδρια μέσω ενός πολύπλοκου και εξαιρετικά ρυθμιζόμενου μηχανισμού.

Βήματα μηχανισμού εισαγωγής:

1. Αναγνώριση ακολουθίας σήματος: Οι πρωτεΐνες που προορίζονται για τα μιτοχόνδρια έχουν μια συγκεκριμένη "αλληλουχία σήματος" στο Ν-τελικό τους άκρο. Αυτή η ακολουθία δεσμεύεται στους υποδοχείς εισαγωγής στην εξωτερική μεμβράνη μιτοχονδρίων.

2. Μετατόπιση μέσω της εξωτερικής μεμβράνης: Οι πρωτεΐνες μετατοπίζονται κατά μήκος της εξωτερικής μεμβράνης μέσω διαύλων πρωτεϊνών που ονομάζονται TOM (translocase της εξωτερικής μεμβράνης).

3. Μετατόπιση μέσω εσωτερικής μεμβράνης: Οι πρωτεΐνες στη συνέχεια μετακινούνται στην εσωτερική μεμβράνη και μεταφέρονται μέσω των καναλιών Tim (transocase των εσωτερικών μεμβράνης).

4. Βοήθεια Chaperone: Καθ 'όλη τη διάρκεια της διαδικασίας εισαγωγής, οι πρωτεΐνες συνοδού βοηθούν στη σωστή αναδίπλωση των πρωτεϊνών και εμποδίζοντας τους από τη συγκέντρωση.

5. Στόχευση σε συγκεκριμένες τοποθεσίες: Οι πρωτεΐνες μπορούν να ταξινομηθούν περαιτέρω και να στοχεύουν σε συγκεκριμένες θέσεις εντός των μιτοχονδρίων με βάση τα σήματα εντός των ακολουθιών τους.

Περίληψη:

Τα μιτοχόνδρια χρησιμοποιούν ένα συνδυασμό δικών και πυρηνικών πρωτεϊνών που κωδικοποιούνται από το DNA για να λειτουργήσουν. Ενώ έχουν τα δικά τους μηχανήματα πρωτεϊνικής σύνθεσης, βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στο κυτταρόπλασμα για την πλειονότητα των πρωτεϊνών τους. Αυτός ο σύνθετος μηχανισμός εισαγωγής διασφαλίζει ότι οι σωστές πρωτεΐνες παραδίδονται στις σωστές θέσεις εντός των μιτοχονδρίων, επιτρέποντας σε αυτά τα οργανίδια να εκτελούν τον ζωτικό τους ρόλο στην κυτταρική αναπνοή.