Syntéza proteinů v buňce, sekvence biosyntetických procesů. Syntéza proteinů na ribozómech.

Život je proces existence molekul bílkovin. To je to, kolik vědců to vyjadřuje, kteří jsou přesvědčeni, že bílkovina je základem veškerého života. Tyto soudy jsou naprosto správné, protože dané látky v buňce mají největší počet základních funkcí. Všechny ostatní organických sloučenin

Schopnost těla syntetizovat bílkoviny

Ne všechny existující organismy jsou schopny provádět syntézu bílkovin v buňce. Viry a určité druhy bakterií nemohou vytvářet proteiny, a proto jsou parazity a dostávají potřebné látky z hostitelské buňky. Zbývající organismy, včetně prokaryotických buněk, jsou schopné syntetizovat proteiny. Všechny lidské buňky, zvířata, rostliny, houby, téměř všechny bakterie a protisty žijí na úkor schopnosti biosyntézy bílkovin. To je nutné pro realizaci konstrukčních, ochranných, receptorových, transportních a dalších funkcí.

Etapa charakteristická pro biosyntézu proteinů

Struktura proteinu je kódována v nukleové kyselině (DNA nebo RNA) ve formě kodonů. Jedná se o dědičnou informaci, která je reprodukována pokaždé, když buňka potřebuje novou proteinovou látku. Začátek biosyntézy je komunikaci v jádru o potřebě syntetizovat nový protein s již specifikovanými vlastnostmi.

V reakci je oblast nukleových kyselin despiralizována, kde je její struktura zakódována. Toto místo je duplikováno informační RNA a přeneseno na ribozomy. Jsou zodpovědné za konstrukci polypeptidového řetězce založeného na matricové informační RNA. Stručně, všechny fáze biosyntézy jsou prezentovány následovně:

• transkripce (stupeň zdvojení části DNA kódovanou proteinovou strukturou);
• zpracování (fáze vytváření informační RNA);
• translace (syntéza proteinů v buňce založené na informační RNA);
• posttranslační modifikace ("zrání" polypeptidu, tvorba jeho objemové struktury).

Transkripce nukleové kyseliny

Veškerá syntéza proteinů v buňce se provádí pomocí ribozomů a informace o molekulách jsou obsaženy v nukleové kyselině (RNA nebo DNA). Je umístěn v genech: každý gen je jistý protein. Tyto geny obsahují informace o aminokyselinové sekvenci nového proteinu. V případě DNA, záchvatu genetický kód se provádí tímto způsobem:

• uvolní se nukleová kyselina z histonů, dochází k despiralizaci;
• DNA polymeráza zdvojnásobuje část DNA, ve které je proteinový gen uložen;
• zdvojnásobil, část je messenger RNA, prekurzor, který je zpracován pomocí enzymů, aby se odstranily nekódující vložek (na jeho základě je syntéza mRNA).

Na základě informačních RNA dochází k syntéze mRNA. Je to již matrice, po níž dochází k syntéze proteinů v buňce na ribozómech (v hrubém endoplazmatickém retikulu).

Ribosomální syntéza bílkovin

Informační RNA má dva konce, které jsou vytvořeny jako 3`-5`. Čtení a proteinů na ribosomech s 5`kontsa začíná a pokračuje až do intronu - části, která nekóduje žádné z aminokyselin. To se děje takto:

• informace RNA "prameny" na ribozómu spojuje první aminokyselinu;
• Ribozom je přemístěn informačním RNA do jednoho kodonu;
• transportní RNA poskytuje požadovanou (kódovanou daným kodonem mRNA) alfa-aminokyselinu;
• aminokyselina je připojena k výchozí aminokyselině za vzniku dipeptidu;
• pak se mRNA znovu přesune na jeden kodon, přivádí se alfa-aminokyselina a připojuje se k rostoucímu peptidovému řetězci.

Jakmile ribozom dosáhne intronu (nekódující vložka), informační RNA se jednoduše posouvá. Poté, jak se pohybuje informační RNA, ribozom opět dosáhne exonu - oblasti, jejíž nukleotidová sekvence odpovídá specifické aminokyselině.

Od tohoto okamžiku se opět začne přidávat bílkovinné monomery do řetězce. Proces pokračuje až do výskytu dalšího intronu nebo ke stop kodónu. Ta druhá zastaví syntézu polypeptidového řetězce a poté zastaví syntézu polypeptidového řetězce primární proteinové struktury Je považován za úplný a začíná fáze post-syntetické (post-translační) modifikace molekuly.

Posttranslační modifikace

Po translaci probíhá syntéza bílkovin v hladkých nádržích endoplazmatické retikulum. Ten obsahuje malé množství ribozomů. V některých buňkách nemusí být v RES vůbec přítomna. Takové oblasti jsou nezbytné pro vytvoření sekundární, pak terciární, nebo pokud je naprogramované, kvartérní struktura.

Celá syntéza proteinů v buňce nastává s výdaji velkého množství energie ATP. Proto jsou všechny ostatní biologické procesy potřebné k udržení biosyntézy proteinů. Navíc je část energie potřebná k transportu bílkovin v buňce aktivní dopravou.

Mnoho z proteinů se přenáší z jedné buněčné lokality do druhé pro modifikaci. Konkrétně, post-translační syntéza proteinů se objevuje v Golgiho komplexu, kde je uhlovodíková nebo lipidová doména připojena k polypeptidu specifické struktury.