Много вещества са необходими на организма, за да остане здрав, едно от които е протеинът. Протеините или на гръцки се наричат прото (най-вече) самите са сложни органични съединения с високо молекулно тегло, които са полимери на аминокиселинните мономери, които са свързани помежду си (вериги на аминокиселини) с пептидни връзки. Протеиновите молекули съдържат въглерод, водород, кислород, азот и понякога сяра и фосфор. Неговата роля? като основа на сграда, наречена човешко тяло. Следователно съществуването му е много важно. Но разбира се, протеинът не идва просто. Това трябва да се установи и образуването или синтеза на протеини става чрез включване на много "страни", включително ДНК и РНК.
Така че, преди да опознаем повече за тези две неща (ДНК и РНК), добре е първо да опознаем значението на протеиновия синтез.
Синтезът на протеини всъщност е процес за превръщане на линейните аминокиселини в протеин в тялото. Тук ролята на ДНК и РНК е важна, защото те участват в процеса. ДНК молекулата е източникът на кодирането на нуклеиновите киселини да се превърнат в аминокиселините, изграждащи протеини - които не участват пряко в процеса. Докато молекулите на РНК са резултат от транскрипция на молекули на ДНК в клетка. След това тази РНК молекула се превежда в аминокиселини като градивен елемент за протеините.
В механизма на протеиновия синтез има три важни аспекта, а именно местоположението на протеиновия синтез в клетките; механизмът за трансфер на информация или резултат от трансформация от ДНК до мястото на синтеза на протеини; и механизма на аминокиселините, които изграждат протеините в клетката, да се отделят, за да образуват специфични протеини.
Синтезът на протеини се осъществява в рибозомата, една от малките и плътни органели в клетката (също ядрото), като се произвежда неспецифичен или подходящ протеин от иРНК, която се транслира. Самата рибозома има диаметър около 20 nm и се състои от 65% рибозомна РНК (rRNA) и 35% рибозомен протеин (наречен Ribonucleoprotein или RNP).
Процес на приготвяне на протеини
По принцип клетките използват генетичната информация (гени), съдържаща се в ДНК, за да произвеждат протеини, процесът на получаване на протеин или синтез на протеини е разделен на три стъпки, а именно транскрипция, транслация и сгъване на протеини.
1. Транскрипция
Транскрипцията е процес на образуване на РНК от една от ДНК матричните ленти (ДНК смисъл). На този етап той ще произведе 3 вида РНК, а именно иРНК, тРНК и рРНК.
Този етап може да се осъществи в цитоплазмата чрез стартиране на процеса на отваряне на двойните вериги, които са собственост на ДНК с помощта на ензима РНК полимераза. На този етап има единична верига, която действа като сетивна верига, докато другата верига, произхождаща от ДНК двойката, се нарича антисензорна верига.
Самият етап на транскрипция е разделен на 3: етапи на иницииране, удължаване и прекратяване.
Посвещение
РНК полимеразата се свързва с ДНК вериги, наречени промотори, които се намират близо до началото на ген. Всеки ген има свой собствен промотор. След като се свърже, РНК полимеразата разделя двойните вериги на ДНК, осигурявайки шаблон или шаблон за единичните вериги, готови за транскрипция.
Удължение
Една ДНК верига, плесенната верига, действа като шаблон за използване от ензима РНК полимераза. Докато „чете“ тази плесен, РНК полимеразата образува РНК молекулата от нуклеотида, създавайки верига, която нараства от 5 „на 3“. Транскрипционната РНК носи същата информация от не-шаблонни (кодиращи) вериги на ДНК.
Прекратяване на договора
Тази последователност сигнализира, че транскрипцията на РНК е завършена. След транскрибиране, РНК полимеразата освобождава транскрипцията на РНК.
2. Превод
Транслацията е процес на нуклеотидни последователности в иРНК, които се трансформират в аминокиселинни последователности от полипептидната верига. По време на този процес клетката „чете“ информацията за пратената РНК (mRNA) и я използва, за да направи протеин.
Има поне 20 вида аминокиселини, необходими, за да могат да образуват протеини, които идват от транслацията на иРНК кодона. В тРНК инструкциите за получаване на полипептиди са нуклеотидна РНК (аденин, урацил, цитозин, гуанин), която се чете в групи от три нуклеотида, тези групи от три се наричат кодони. Освен това, някои от тези аминокиселини ще произвеждат специфични полипептидни вериги и по-късно ще образуват специфични протеини.
Самият процес на превод е разделен на 3 етапа:
Начален етап или посвещение
На този етап рибозомата се сглобява около иРНК, за да бъде отчетена, и първата тРНК, носеща аминокиселината метионин (която съвпада с началния кодон, AUG). Този раздел е необходим, за да може фазата на превода да започне.
Удължаване или удължаване на веригата
Това е етапът, в който се разширява аминокиселинната верига. Тук иРНК се отчита един по един кодон и аминокиселината, съответстваща на кодона, се добавя към протеиновата верига. По време на удължаване, тРНК се движи покрай A, P и E местата на рибозомата. Този процес се повтаря отново и отново, тъй като се четат нови кодони и се добавят нови аминокиселини към веригата.
Прекратяване на договора
Това е етапът, в който се освобождава полипептидната верига. Този процес започва, когато стоп кодон (UAG, UAA или UGA) навлезе в рибозомата, отделяйки полипептидната верига от тРНК и напускайки рибозомата.
3. Сгъване на протеини
Новосинтезираната полипептидна верига не функционира, докато не претърпи определени структурни модификации, като добавяне на опашни въглехидрати (гликозилиране), липиди, протезни групи и др., За да бъде функционална, тя се извършва чрез пост-транслационна модификация и протеин сгъване.
Сгъването на протеини е разделено на четири нива, а именно първично ниво (линейни полипептидни вериги); междинно ниво (α-спирала и β-плисиран лист); третично ниво (влакнеста и кръгла форма); и кватернерно ниво (протеинов комплекс с две или повече субединици.
Забележка
Известни са 61 кодони за аминокиселини. Всеки кодон се „чете“, за да изгради специфична аминокиселина от 20-те аминокиселини, които обикновено се намират в протеините.
Един кодон, а именно AUG, има функция да изгражда аминокиселината метионин и също действа като а старт кодон да сигнализира за началото на производството на протеин.
Обхванати са трите кодона, които не образуват аминокиселини, наречени стоп кодони ИЗП, UAG, и UGA. И тримата казват на клетката, когато производството на полипептид завърши.
