Jak funguje biosyntéza proteinů?

Biosyntéza bílkoviny se vyskytuje ve všech organech, tkáních a buňkách. Největší množství bílkovin se syntetizuje v játrech. Ribosomy provádějí biosyntézu proteinů. Chemická povaha ribozomu je nukleoprotein, který sestává z RNA (50-65%) a proteinů (35-50%). Ribonukleová kyselina jsou složky granulované endoplazmatické retikulum, kde dochází k biosyntéze a pohybu syntetizovaných proteinových molekul.

Ribosomy v buňce jsou ve formě klastrů od 3 do 100 jednotek - polis (polyribosom). Ribosomy jsou obvykle propojeny druhou vlákna viditelného pod elektronovým mikroskopem - i-RNA.

Každý ribozom Odin syntetizovat svůj vlastní polypeptidový řetězec, skupinu - několik takových řetězců a proteinové molekuly.

Etapy biosyntézy proteinů

Aktivace aminokyselin. Aminokyseliny vstupují do hyaloplasmy z mezibuněčné tekutiny v důsledku difuze, osmózy nebo aktivního přenosu. Každý druh aminokyselin a imino-kyselin interaguje s jednotlivými enzymy-aminoacylsyntetázou. Reakce se aktivuje kationty hořčíku, manganu, kobaltu. Existuje aktivovaná aminokyselina.

Biosyntéza bílkovin (druhý stupeň) je interakce a vazba aktivované aminokyseliny s tRNA. Aktivované aminokyseliny (aminoacyladenyl) jsou přenášeny enzymy na cytoplazmovou tRNA. Tento postup je katalyzován aminoacyl-RNA syntetázami. Aminokyselinový zbytek je spojen karboxylovou skupinou z hydroxylové skupiny druhého uhlíkového atomu s ribózovou páskou tRNA nukleotidu.

Biosyntéza bílkovin (třetí fáze) je transport komplexu aktivované aminokyseliny s t-RNA do buněk ribozomů. Aminokyselina je spojena s t-RNA, přenášenou z hyaloplazmy na ribozom. Tento proces je katalyzován specifickými enzymy, které jsou v těle nejméně 20. Některé aminokyseliny jsou transportovány několika tRNA (např. Valin a leucin - tři tRNA). V tomto procesu se využívá energie GTP a ATP. Čtvrtý stupeň biosyntézy je charakterizován vazbou aminoacyl-t-RNA na komplex ribonomu i-RNA. Aminoacyl-t-RNA, přicházející do ribosomu, interaguje s i-RNA. Každá t-RNA má místo tvořené třemi nukleotidy - antikodonem. V i-RNA odpovídá oblasti se třemi nukleotidy - kodonem. Každý kodon odpovídá antikodonovému t-RNA a jedné aminokyselině. Během biosyntézy se ribozomy spojují ve formě aminoacyl-tRNA aminokyselin, které se následně tvoří v polypeptidovém řetězci v pořadí stanoveném umístěním kodonů v i-RNA.

Dalším stupněm biosyntézy proteinů je iniciace polypeptidového řetězce. Po dvou sousedních aminoacyl-t-RNA se svými antikodony připojily kodony i-RNA, vznikly podmínky pro syntézu polypeptidového řetězce. Vytvoří se peptidová vazba. Tyto procesy jsou katalyzovány peptidysyntázami aktivovanými Mg kationty a iniciačními faktory F1, F2 a F3. Zdrojem chemické energie je kyselina guanosin trifosfátová.

Ukončení polypeptidového řetězce. Ribozom, na jehož povrchu byl polypeptidový řetězec syntetizován, dosáhl konce řetězce i-RNA, následně "vyskočil" z něj. Na opačný konec i-RNA se připojuje nový ribozom, který provádí syntézu další molekuly polypeptidu. Polypeptidový řetězec se oddělí od ribozomu a uvolní se do hyaloplazmy. Tato reakce se provádí za použití specifického uvolňovacího faktoru (faktor R), který je spojen s ribosomem a usnadňuje hydrolýzu esterové vazby mezi polypeptidem a t-RNA.

V hyaloplasmu polypeptidových řetězců, jednoduché a komplexních proteinů. Formované sekundární, terciární a v mnoha případech - kvarterní struktura proteinu molekula. Biosyntéza proteinu tedy probíhá v buňce.