V procesu syntézy proteinů, jaké struktury a molekuly jsou přímo zapojeny?

Proteiny jsou pro každý organismus životně důležité látky. Podílí se na všech metabolických procesech buňky, jsou strukturální složky orgánů a tkání, pracují jako signalizační molekuly. V procesu syntézy proteinů se přímo podílí mnoho enzymů, stejně jako buněčné organely a jádro.

Etapy syntéza proteinů: biologické chemie

Mechanismus budování proteinové molekuly je velmi složitý a vyžaduje velké množství faktorů. Peptidy se skládají z několika molekul aminokyselin a jejich počet se mění ve velmi širokém rozmezí.

Správné fungování proteinu závisí na konformaci molekuly, stejně jako na počtu aminokyselin a jejich správné sekvenci v peptidu. Informace o této sekvenci jsou uloženy v DNA a její narušení způsobené mutacemi a jinými faktory může vést k vyloučení vitálních proteinů a buněčné smrti.

Existují následující etapy syntézy bílkovin v buňce:

1. Přepis.

2. Překlad.

První fáze: přepis

V procesu syntézy proteinů se přímo podílejí molekuly nukleové kyseliny. DNA jako repozitář všech genetických informací kóduje pomocí strukturních nukleotidů sekvenci budoucího peptidu. Počínaje startovacím kodonem (triplet) a končícím koncovým terminálem se informace o proteinu čte na jinou nukleovou kyselinu - RNA. Tato jednovláknová molekula je transportována přes póry v jádře do cytoplazmy buňky.

Pokud je v eukaryotách proces transkripce konjugován s účastí jádra, pak v prokaryotách jeho nepřítomnost zjednodušuje syntézu peptidu. RNA, která se vytváří na bakteriálním chromozomu, se okamžitě podrobí zpracování a spojí se s ribosomy.

Enzymy hrají zásadní roli při tvorbě a syntéze RNA na matrici DNA. V procesu syntézy proteinů se přímo podílejí molekuly, jako jsou transkripční faktory nebo TF. Jedná se o řadu proteinů, které usnadňují proces čtení informací deoxyribonukleové kyseliny.

Druhá fáze: Vysílání

Když RNA vstupuje do cytoplazmy buňky z jádra, informace o složení peptidu musí být čteny speciálními strukturami. V procesu syntézy proteinů se přímo podílejí ribosomy - nemembrannye, struktury s malým průměrem, sestávající ze dvou podjednotek: velké a malé. RNA je umístěna mezi těmito podjednotky, po ní začíná čtení informací.

Kodon za kodonem je konstrukce dlouhé bílkovinné molekuly jako pušky. To je vysvětleno následovně: v mezibrizomálním prostoru jsou okamžitě umístěny pouze dva kodony. Když byl jeden z nich čten, aminokyselina je připojena k peptidu a ve formě ocasu vypadne z ribosomu přes speciální otvor. Dochází k tomu, že se kazeta po výstřelu z brokovnice zhroutí.

V procesu syntézy proteinů se přímo podílejí proteiny skupiny IF nebo iniciační faktory. S jejich pomocí syntéza polypeptidu začíná od počátečního kodonu, který v převážné většině případů je methionin.

Stojí za zmínku, že aminokyseliny jsou dodávány na ribozomy pomocí speciálních nosných nazývaných tRNA nebo převod RNA. Tyto molekuly mají formu listu jetelů, na konci kterého je přidána aminokyselina, stejně jako ATP a speciální protein - aminoacyl-tRNA syntetáza. To vše dohromady komplexní umožňuje komponenta energetický výdej dodat strukturální bílkoviny na ribozomu a připojit prostřednictvím peptidové vazby.

Co jsou nukleotidy?

Nukleové kyseliny jsou skupinou organických sloučenin, které jsou polymery. Skládají se z purinu (adenin, guanin) a pyrimidinu (thymin, cytosin, uracil), bázemi. Sekvence těchto nukleotidů určuje informace, které jsou uloženy v DNA nebo RNA. Tato informace se čte v ribozomy k produkci proteinů, a pro snadné plnění úkolů jsou rozděleny do nukleotidových tripletů. Každý triplet kóduje jeho aminokyselinu, která dodává tRNA ribosomům.

Syntéza mitochondriálních proteinů

Mitochondrie a plastidy mají charakteristickou vlastnost - mají vlastní kruhovou DNA, podobnou bakteriálnímu chromozómu bakterií. Pomocí této nukleové kyseliny mohou organely pracovat autonomně a syntetizovat většinu jejich strukturálních proteinů.

Nicméně, mitochondriální DNA neukládá informace o faktorových proteinech, které jsou nezbytné pro proces transkripce a translace. Tyto peptidy jsou sestaveny na ribozómech, za použití RNA namísto mitochondrií a jader. Proto nejsou dvojmembránové struktury zcela autonomní.

Jak mitochondrie a plastidi získali vlastní DNA? Předpokládá se, že tyto organely jsou potomky bakterií. Ztratili svou nezávislost uvnitř cely, ale s sebou přinesli kruhovou nukleovou kyselinu. To naznačuje podobnost DNA mitochondrií s podobnou molekulou prokaryot.

Závěr

Všechny fáze syntézy proteinů jsou vzájemně propojeny a jejich úkolem je vytvářet peptidové molekuly s informacemi uloženými v nukleových kyselinách. Okamžitými účastníky procesu jsou takové struktury, jako je jádro a ribosomy, stejně jako některé specializované proteiny.

V prokaryotách probíhá proces syntézy peptidu mnohem rychleji, protože postrádá jádro. RNA, která je transkribována na matrici bakteriální DNA, se okamžitě spojí s ribosomy, po níž probíhá také simultánní translace.